嚴(yán)志宇 劉慧 孫冰 付紅蕊
摘要:為保障渤海海域的污染物控制和生態(tài)環(huán)境保護(hù),文章基于已有監(jiān)測數(shù)據(jù),分析渤海海域表層沉積物中多環(huán)芳烴(PAHs、LPAHs、HPAHs和CPAHs)的分布、來源及其與沿岸陸地的相關(guān)性。研究結(jié)果表明:PAHs、LPAHs、HPAHs和CPAHs含量最高的海灣分別為萊州灣、渤海灣、遼東灣和渤海灣,3個(gè)海灣均以LPAHs為主;PAHs及其各類組成的來源主要包括入海河流攜帶的陸源污染物,海流輸送并沉積的泄漏原油以及港口、城市和工業(yè)基地的排放污水;PAHs的分布受沿岸土地開發(fā)利用以及工業(yè)和城鎮(zhèn)建設(shè)等人類活動影響較大,且沿岸土壤中的PAHs對海洋環(huán)境造成破壞。
關(guān)鍵詞:多環(huán)芳烴;陸源污染物;入海河流;原油泄漏;海洋環(huán)境
中圖分類號:X55;P76文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:1005-9857(2019)10-0027-03
A Summary of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Surface Sediments of Bohai Sea
YAN Zhiyu,LIU Hui,SUN Bing,F(xiàn)U Hongrui
(Environmental Science and Engineering College,Dalian Maritime University,Dalian 116026,China)
Abstract:In order to protect the pollution control and ecological environment in the Bohai Sea,based on the existing monitoring data,the distribution and sources of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs,LPAHs,HPAHs and CPAHs) in surface sediments of the Bohai Sea and their correlation with coastal land were analyzed.The results show that the bays with the highest contents of PAHs,LPAHs,HPAHs and CPAHs are Laizhou Bay,Bohai Bay,Liaodong Bay and Bohai Bay respectively,and their LPAHs are the main components.The sources of PAHs and their various components mainly include landbased pollutants carried by rivers entering the sea,spilled crude oil transported and deposited by currents,and sewage discharged from ports,cities and industries.The distribution of PAHs is greatly influenced by human activities such as land development along the coast and industrial and urban construction,and the PAHs in the coastal soil cause damage to the marine environment.
Key words:Polycyclic aromatic hydrocarbons,Landbased pollutants,Rivers entering the sea,Oil spill,Marine environment
0引言
在運(yùn)輸和使用危險(xiǎn)化學(xué)品的過程中一旦發(fā)生事故,極有可能造成嚴(yán)重后果,導(dǎo)致人員傷亡,并對環(huán)境造成污染和破壞[1]。不溶性?;分械亩喹h(huán)芳烴(PAHs)具有易沉降和吸附性強(qiáng)的特點(diǎn),對水體及其表層沉積物的污染程度最高[2]。受數(shù)據(jù)采集、人力投入和經(jīng)濟(jì)成本等因素的制約,我國對水體及其表層沉積物中PAHs分布的研究僅限于遼河、市內(nèi)河流和黃河等局部水域[3-7],而缺乏對整體水域的研究。
渤海是我國唯一的內(nèi)海,海洋環(huán)境污染日益加重,目前缺少對其整體PAHs分布和溯源的研究。本研究整理已有報(bào)道的相關(guān)數(shù)據(jù),分析渤海海域表層沉積物中PAHs的分布、來源及其與沿岸陸地的相關(guān)性,從而為渤海海域的污染物控制和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供依據(jù)。
1PAHs的分布
根據(jù)已有的渤海海域表層沉積物監(jiān)測數(shù)據(jù)[8-11],分析PAHs及其組成的分布,即2環(huán)和3環(huán)的低分子量PAHs(LPAHs)、4環(huán)的高分子量PAHs(HPAHs)以及5環(huán)和6環(huán)的高分子量PAHs(CPAHs)。
渤海海域表層沉積物中PAHs的分布特征包括:①PAHs的含量由高到低依次為萊州灣、渤海灣、遼東灣;②LPAHs的含量由高到低依次為渤海灣、遼東灣、萊州灣,HPAHs的含量由高到低依次為遼東灣、渤海灣、萊州灣,CPAHs的含量由高到低依次為渤海灣、萊州灣、遼東灣;③遼東灣、渤海灣和萊州灣均以LPAHs為主。
2PAHs的來源
根據(jù)已有研究采用主成分分析法對PAHs來源的分析結(jié)果[8-9]以及對原油和油制品中PAHs化學(xué)指紋分布規(guī)律的分析結(jié)果[12],分析渤海海域表層沉積物中PAHs的來源。
21PAHs
萊州灣沿岸有19條入海河流,煤炭、木材和液態(tài)化石燃料的不完全燃燒產(chǎn)物攜帶PAHs在河流匯集并進(jìn)入萊州灣。此外,萊州灣屬于典型的半封閉型海灣,水交換能力較差,因此PAHs含量最高。
22LPAHs
LPAHs含量最高的是渤海灣,且部分呈點(diǎn)源擴(kuò)張性分布,主要來源于2個(gè)方面:①由于煤炭等燃燒產(chǎn)生的PAHs隨河流入海,渤海灣沿岸河口的PAHs含量明顯較高[10];②2006年渤海油輪事故和海上油田原油泄漏的位置均為渤海海域中部,由于冬季渤海海域的海水從渤海海峽向渤海灣中部流動,并在到達(dá)渤海灣中部后向東北和西南分為2支[13],可推測渤海灣內(nèi)的泄漏原油北上到達(dá)河北省的唐山市和秦皇島市海域、南下到達(dá)天津市海域,因海灣半封閉的地理特點(diǎn)而聚集,并經(jīng)數(shù)年沉積穩(wěn)定。
我國渤海油氣田均分布在遼東灣、渤海灣和萊州灣,同時(shí)這些海灣內(nèi)均有眾多港口碼頭和過往船只,因此較難降解的LPAHs占主導(dǎo)地位。
23HPAHs
遼東灣沿岸有15條入海河流,煤炭、木材和液態(tài)化石燃料的不完全燃燒產(chǎn)物攜帶PAHs在河流匯集并進(jìn)入遼東灣,因此遼東灣HPAHs含量最高。
24CPAHs
渤海灣北部為天津新港,南部為黃驊港,腹地包括北京市和天津市2個(gè)特大城市,承受來自港口、城市和工業(yè)基地的污水排放壓力。與其他海灣相比,渤海灣受工業(yè)排污影響最重,因此CPAHs含量最高。
3與沿岸陸地的相關(guān)性
PAHs在渤海海域表層沉積物中的分布受沿岸土地開發(fā)利用以及工業(yè)和城鎮(zhèn)建設(shè)等人類活動影響較大。渤海沿岸是我國重要經(jīng)濟(jì)區(qū),2005—2013年其濱海濕地面積明顯縮減、農(nóng)田面積縮減、城鎮(zhèn)面積增加,曹妃甸區(qū)出現(xiàn)人工建設(shè)和向海突出的城鎮(zhèn),遼東灣西岸的林木面積明顯縮減[14-15]。
此外,渤海海域表層沉積物中PAHs的分布特征與沿岸土壤中PAHs的分布特征類似,可推測沿岸土壤中的PAHs對海洋環(huán)境造成破壞[16-17]。
4結(jié)語
由于參考數(shù)據(jù)的形成時(shí)間不統(tǒng)一,本研究的整理和分析結(jié)果可能存在精確性不足的問題。但對于渤海海域整體而言,采用相對綜合的數(shù)據(jù)反映各海灣表層沉積物中PAHs的分布、來源及其與沿岸陸地的相關(guān)性,研究結(jié)果仍具有參考性。
參考文獻(xiàn)
[1]崔健.天津沿海危險(xiǎn)化學(xué)品海洋環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[D].青島:中國海洋大學(xué),2014.
[2]王成龍.長江流域-河口-近海環(huán)境中多環(huán)芳烴分布特征及影響因素研究[D].南京:南京大學(xué),2017.
[3]武江越.遼河流域水體及表層沉積物中多環(huán)芳烴分布特征及風(fēng)險(xiǎn)評估[D].北京:北京化工大學(xué),2012.
[4]張枝煥,陶樹,沈偉然,等天津地區(qū)主要河流沉積物中多環(huán)芳烴化合物的組成與分布特征[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2005,25(11):1507-1516.
[5]王麗平,王安利,南炳旭,等大遼河口及其毗鄰區(qū)域表層沉積物中多環(huán)芳烴的分布及其風(fēng)險(xiǎn)評估[J].海洋環(huán)境科學(xué),2015,34(6):879-884.
[6]WANG D,TIAN F,YANG M,et al.Application of positive matrix factorization to identify potential sources of PAHs in soil of Dalian,China[J].Environmental Pollution,2009,157(5):1559-1564.
[7]LIN T,HU L,GUO Z,et al.Deposition fluxes and fate of polycyclic aromatic hydrocarbons in the Yangtze River estuarineinner shelf in the East China Sea[J].Global Biogeochemical Cycles,2013,27(1):77-87.
[8]張玉鳳,吳金浩,李楠,等.渤海北部表層沉積物中多環(huán)芳烴分布與來源分析[J].海洋環(huán)境科學(xué),2016,35(1):88-94.
[9]張明亮,黎慧,徐英江,等.萊州灣表層沉積物中多環(huán)芳烴(PAHs)來源及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[J].海洋環(huán)境科學(xué),2015,34(1):6-11.
[10]QIN Y,ZHENG B,LEI K,et al.Distribution and mass inventory of polycyclic aromatic hydrocarbons in the sediments of the south Bohai Sea,China[J].Marine Pollution Bulletin,2011,62(2):371-376.
[11]吳瑩,張經(jīng).多環(huán)芳烴在渤海海峽柱狀沉積物中的分布[J].環(huán)境科學(xué),2001(3):74-77.
[12]王德高,楊萌,賈宏亮,等.原油及油制品中多環(huán)芳烴化學(xué)指紋的分布規(guī)律研究[J].環(huán)境污染與防
治,2008(11):62-65.
[13]魏澤勛,李春雁,方國洪,等.渤海夏季環(huán)流和渤海海峽水體輸運(yùn)的數(shù)值診斷研究[J].海洋科學(xué)進(jìn)展,2003,21(4):454-464.
[14]左麗君,徐進(jìn)勇,張?jiān)鱿?,?渤海海岸帶地區(qū)土地利用時(shí)空演變及景觀格局響應(yīng)[J].遙感學(xué)報(bào),2011,15(3):604-620.
[15]王玉梅,丁俊新,張軍.渤海生態(tài)環(huán)境及其影響因素的演變特征分析[J].魯東大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,32(1):66-73.
[16]李玉龍.土壤中多環(huán)芳烴的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及其對植物生長的影響[D].西安:西安建筑科技大學(xué),2015.
[17]徐勝,王慧,陳瑋,等.土壤中多環(huán)芳烴污染對植物生理生態(tài)的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2013,24(5):1284-1290.