陳志強，趙利容*，劉貝貝，孫省利

(1. 廣東海洋大學(xué) 海洋資源與環(huán)境監(jiān)測中心，廣東 湛江 524088；2. 廣東省海洋發(fā)展規(guī)劃研究中心，廣東 廣州 510220)

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湛江灣柱狀沉積物n-alkanes和PAHs組合分子特征及其環(huán)境指示作用

陳志強1，趙利容1*，劉貝貝2，孫省利1

(1. 廣東海洋大學(xué) 海洋資源與環(huán)境監(jiān)測中心，廣東 湛江 524088；2. 廣東省海洋發(fā)展規(guī)劃研究中心，廣東 廣州 510220)

摘要：本文對湛江灣灣內(nèi)、灣口和灣外柱狀沉積物n-alkanes和PAHs的空間分布、成分譜特征和排放源進(jìn)行調(diào)查分析。結(jié)果表明：(1)n-alkanes和PAHs的空間分布一致，濃度水平由高到低依次為：灣內(nèi)、灣口、灣外，垂直變化不明顯；(2)n-alkanes和PAHs的成分譜和L/H、CPI、Ant/(Ant+Phe)、Flu/(Flu+Pyr)、BaA/(BaA+Chry)、IP/(IP+BghiP)等特征參數(shù)比值以及主成分分析結(jié)果表明C25～C35高碳數(shù)n-alkanes的高等植物貢獻(xiàn)具有絕對優(yōu)勢，C14～C24中低碳數(shù)的n-alkanes和PAHs則有共同的石油、化石燃料燃燒和生物質(zhì)燃燒等人為源；(3)C14～C24中低碳n-alkanes與PAHs的源解析結(jié)果相同，其線性相關(guān)系數(shù)在0.67以上，表明兩者具有較好的相關(guān)性，但兩者之間的定量關(guān)系還需進(jìn)一步的研究。本研究表明n-alkanes和PAHs對人為源的指示具有一致性，兩者具有良好的相關(guān)性，能夠較好地反映城市的社會經(jīng)濟狀況，在進(jìn)一步的研究中可以建立兩者之間的定量關(guān)系并形成新的參數(shù)，提高人為源解析結(jié)果的準(zhǔn)確性，深入反映人類活動對海洋環(huán)境的影響。

關(guān)鍵詞：柱狀沉積物；n-alkanes；PAHs；分子特征；環(huán)境指示

1引言

改革開放以來我國城市，特別是沿海城市的社會經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展給海洋環(huán)境帶來巨大壓力，海洋環(huán)境的污染和破壞嚴(yán)重制約了城市未來的發(fā)展。柱狀沉積物能夠反映海洋環(huán)境的歷史變遷，其分子生物標(biāo)志物研究對揭示沉積物有機質(zhì)來源、環(huán)境污染，進(jìn)而探討人類活動對環(huán)境的影響及其變化過程有著重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值[1]。飽和正構(gòu)烷烴(n-alkanes)和多環(huán)芳烴(PAHs)是地球化學(xué)研究中重要的分子生物標(biāo)志物，許多學(xué)者將n-alkanes和PAHs等標(biāo)志物結(jié)合起來一起用于判定海洋沉積物中有機質(zhì)的來源及評價人為活動影響[2—4]。本研究對湛江灣柱狀沉積物的n-alkanes和PAHs進(jìn)行研究，通過其物源的分析探討城市發(fā)展對海洋環(huán)境的影響。

2材料與方法

2.1研究區(qū)域概況

湛江港灣是我國大陸通向中東、歐洲、非洲和大洋洲航程最短的港口和西南沿海港口中唯一的億噸大港，集臨港工業(yè)園、集裝箱碼頭、原油碼頭、礦石碼頭、深水航道于一體。近年來，湛江市城市發(fā)展快速，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也發(fā)生了巨大變化，從單一的港口型經(jīng)濟發(fā)展成為集港口、工業(yè)、漁業(yè)等多產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展。然而，社會經(jīng)濟的發(fā)展對湛江港灣的海洋環(huán)境也造成了巨大壓力。

2.2采樣站位布設(shè)與樣品采集

2014年1月在湛江灣海域布設(shè)3個站點(圖1)，分別代表灣外、灣口和灣內(nèi)，柱狀樣采集長度分別為60 cm(S01)，55 cm(S02)和65 cm(S03)，每條柱狀樣以5 cm間隔為一個樣品。

圖1　采樣站位Fig1　The map of sampling sites

2.3分析方法

稱取約10 g(精確到0.01 g)樣品于微波萃取儀(美國CEM公司MARS)中，30 mL正己烷∶丙酮(1∶1，體積比)溶劑萃取，硅膠柱分離凈化烷烴組分和芳烴組分。氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀(TRACE GC ULTRA & TSQ QUANTUM XLS)，TR-1MS色譜柱，進(jìn)樣口溫度290℃，接口溫度290℃，EI源，70 eV。n-alkanes測試為SIM掃描，初始溫度40℃，10℃/min升至280℃，保持30 min；PAHs為SRM掃描，初始溫度50℃，5℃/min升至200℃，再以8℃/min升至300℃，保持5 min。

PAHs標(biāo)準(zhǔn)品：萘(Nap)、苊烯(Acy)、苊(Ace)、芴(Flu)、菲(Phe)、蒽(Ant)、熒蒽(Fla)、芘(Pyr)、苯并[a]蒽(BaA)、(Chry)、苯并[b]熒蒽(BbF)、苯并[k]熒蒽(BkF)、苯并[a]芘(BaP)、茚并[1，2，3，c，d]芘(IP)、二苯[a，h]蒽(DahA)、苯并[g，h，i]苝(BghiP)。

n-alkanes標(biāo)準(zhǔn)品：nC8～nC40、Pristane(Pr)、Phytane(Ph)。

2.4質(zhì)量保證與質(zhì)量控制

分析過程中采用方法空白、空白加標(biāo)、基質(zhì)加標(biāo)，平行樣品等方法進(jìn)行質(zhì)量控制，苊-D10、菲-D10、-D12和苝-D12作為n-alkanes和PAHs的回收率指示劑，回收率為60%～110%，內(nèi)標(biāo)法定量，n-alkanes和PAHs定量結(jié)果經(jīng)回收率校正。

3結(jié)果與討論

3.1n-alkanes和PAHs的空間分布

湛江灣柱狀沉積物n-alkanes的碳數(shù)分布為C14～C35，由于萘的揮發(fā)性強，回收率低，本文僅對15種PAHs進(jìn)行討論，S01、S02和S03柱狀沉積物各深度∑n-alkanes和∑PAHs濃度水平的統(tǒng)計見表1。S01、S02和S03站位∑n-alkanes的平均值分別為(1 167±142)ng/g、(1 734±180)ng/g和(2 066±623)ng/g，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為12%、10%和30%；∑PAHs平均值分別為(37.94±11.02)ng/g、(132.72±27.69) ng/g和(161.98±92.40)ng/g，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為29%、21%和50%。平面分布上，n-alkanes和PAHs的濃度呈現(xiàn)S01

圖2　柱狀沉積物中∑n-alkanes和∑PAHs的垂直分布特征Fig.2　The vertical distribution characteristic of ∑n-alkanes和∑PAHs in the core sediments

研究指出[5—7]海洋沉積物中n-alkanes主要為自然排放，近岸會受到人類活動的影響；而PAHs主要是人為源排放。本結(jié)果表明湛江灣已受到人類活動的影響，沉積物中n-alkanes和PAHs的空間分布特征與人類活動的影響程度有關(guān)。S03站位位于湛江港區(qū)，人類活動影響較大，是陸域排污和港口排污的混合區(qū)，加之水體交換弱，此站位表現(xiàn)出較高含量的n-alkanes和PAHs，垂直變化相對明顯。S01站位位于灣外，受到人類活動的影響小，水動力強，污染物容易擴散。因此，n-alkanes和PAHs的含量較低，特別是主要來自人類活動排放的PAHs，總含量平均值僅有37.94 ng/g。

表1　湛江灣柱狀沉積物各深度∑n-alkanes和∑PAHs濃度統(tǒng)計表

3.2n-alkanes和PAHs的成分譜

圖3為S01、S02和S03站位各深度n-alkanes中C14～C35的平均值。3個站位n-alkanes的成分譜相似，均呈現(xiàn)雙峰型模式，其中前鋒群為C14～C21，C16為主峰碳，具有偶數(shù)碳優(yōu)勢；后峰群為C25～C35，主峰碳為C31，具有奇數(shù)碳優(yōu)勢。Gao等人認(rèn)為呈偶數(shù)碳優(yōu)勢的低分子量n-alkanes(小于C20)主要來自人類活動排放，大于C20的n-alkanes來自高等植物臘質(zhì)的貢獻(xiàn)[8]。本研究中n-alkanes的雙峰模式表明湛江灣沉積物n-alkanes為人類活動和高等植物的共同輸入。

圖3　S01、S02和S03站位n-alkanes的平均濃度分布Fig.3　The average concentrations of n-alkanes in three stations

圖4　S01、S02和S03站位PAHs的平均濃度和3～6環(huán)PAHs比例圖Fig.4　The average contents of 15 PAHs and proportional graph of 3 to 6 rings PAHs in 3 core sediments

圖4a為S01、S02和S03站位柱狀沉積物15種PAHs濃度水平的平均值，3個站位均以菲、熒蒽、芘、苯并[b]熒蒽為主，其總量分別占∑PAHs的57%(S01)、56%(S02)和57%(S03)。圖4b為S01、S02和S03站位3～6環(huán)PAHs的比例構(gòu)成圖，3～4環(huán)PAHs所占比例按S01、S02、S03的順序依次遞增，6環(huán)PAHs比例則依次遞減；S01和S02站位5環(huán)PAHs比例相當(dāng)，為27.6%和27.7%，S03站位為23.7%。研究表明，3～4環(huán)PAHs為石油、煤和生物質(zhì)燃燒，5～6環(huán)為石油燃燒產(chǎn)物[9—11]。因此3～6環(huán)PAHs的比例特征體現(xiàn)了湛江以石化產(chǎn)業(yè)、港口經(jīng)濟，煤為主要能源的特點。

3.3n-alkanes的特征參數(shù)比值

碳優(yōu)指數(shù)CPI用來指示植物蠟質(zhì)和化石燃料相對貢獻(xiàn)的大小，植物排放等自然源產(chǎn)生的n-alkanes的CPI值遠(yuǎn)大于1(通常大于5)，而CPI越接近于1表明n-alkanes主要由人類活動，如化石燃燒燃燒、石油污染等人為源排放[12—13]。S01、S02和S03站位CPI平均值分別為1.36、1.57和1.23，表明湛江灣沉積物n-alkanes具有高等植物和化石燃料燃燒的雙重來源。CPI可細(xì)分為CPI2(C15～C21)和CPI3(C25～C35)，其中CPI2用于指示人為源成因，該值小于或接近1表示石油烴的貢獻(xiàn)，圖5為S01、S02和S03站位各深度CPI2、CPI3、L/H、∑n-alkanes/C16、Pr/Ph比

值的垂直分布圖。S01、S02和S03站位的CPI2均小于1，平均值分別0.64、0.51和0.44，表明3個站位均受到人類活動的影響，可能存在石油烴或石化燃料燃燒的貢獻(xiàn)，且與n-alkanes的成分譜和含量特征相符。S01、S02和S03站位的CPI3均大于1，表明有高等植物的輸入。

圖5　沉積物n-alkanes中CPI2，CPI3，L/H，∑n-alkanes/C16，Pr/Ph值的垂直分布Fig.5　The vertical distribution diagram of CPI2，CPI3，L/H，∑n-alaknes/C16，Pr/Ph in sediments

劉剛等[14—15]研究中指出，稻草、麥草、秸桿燃燒煙塵也體現(xiàn)出高等植物n-alkanes特點，如稻草的明火和悶火燃燒煙塵中n-alkanes碳數(shù)分布范圍為C14～C35，呈以C29或C31為主峰的單峰型分布，碳數(shù)在 C27以上的n-alkanes具有明顯的奇碳數(shù)優(yōu)勢，其平均CPI分別是1.5和1.9，與本研究中CPI值相近。湛江是廣東省農(nóng)業(yè)大市，主要的糧食作物是稻谷，一年2季，秸桿、木材等生物質(zhì)燃燒在廣大農(nóng)村較為普遍，因此生物質(zhì)燃燒對湛江灣沉積物n-alkanes具有一定的貢獻(xiàn)。

輕、重正構(gòu)烷烴比值L/H<1代表高等植物和海洋生物的相對貢獻(xiàn)，其比值接近于1暗示著以石油源和浮游生物為主，大于2則意味著新鮮石油的污染[16]。C16是石油烴的特征組分之一，可標(biāo)記石油烴在海洋沉積物中的存在，∑n-alkanes/C16指數(shù)可作為石油污染的重要依據(jù)，∑n-alkanes/C16的高比值(大于50)指示的是生物來源，低值(小于30)則說明以石油輸入為主[17—21]。S01、S02和S03站位L/H值的平均值分別為0.83、0.44和0.88，表明S01和S03站位存在石油、海洋動物和高等植物的共同貢獻(xiàn)，S02站位主要是高等植物的貢獻(xiàn)。S01、S02和S03 站位∑n-alkanes/C16的平均值分別為9.8、13.6和9.4，表征沉積物受石油烴的污染，其中S01和S03站位石油烴的貢獻(xiàn)更大。

Pr/Ph值表征沉積物的氧化還原環(huán)境，其值接近1，表征存在石油輸入[22]。S01、S02和S03站位Pr/Ph值的平均值分別為1.0、1.6和1.2，表明湛江灣沉積物存在石油輸入，其中S01和S03站位石油輸入的貢獻(xiàn)更大。

3.4PAHs的特征比值

不同源產(chǎn)生的PAHs有不同的特征，Ant/(Ant+Phe)、Flu/(Flu+Pyr)、BaA/(BaA+Chry)和IP/(IP+BghiP)常用以解析PAHs的源。特征參數(shù)比值對源的指示意義見表2，S01、S02和S03站位各深度沉積物4種特征比值見圖6。

表2　PAHs各類源的特征比值[23]

圖6　沉積物中PAHs中Ant/(Ant+Phe)、Flu/(Flu+Pyr)、BaA/(BaA+Chry)、IP/(IP+BghiP)的特征比值Fig.6　The ratios of Ant/(Ant+Phe)，F(xiàn)lu/(Flu+Pyr)，BaA/(BaA+Chry)，IP/(IP+BghiP) in sediment PAHs

除個別深度外，S01、S02和S03站位各深度PAHs特征比值比較接近。S02和S03站位各深度Ant/(Ant+Phe)>0.1和BaA/(BaA+Chry)>0.35，表明沉積物主要來自燃燒源，而S01站位Ant/(Ant+Phe)<0.1和BaA/(BaA+Chry)<0.35，表明其來自石油和燃燒混合源。S01和S02站位Flu/(Flu+Pyr) >0.5，IP/(IP+BghiP)>0.5，表明湛江灣灣外和灣口主要是煤和生物質(zhì)燃燒的貢獻(xiàn)；S03站位Flu/(Flu+Pyr) >0.5，IP/(IP+BghiP)<0.5，表明石油燃燒、煤和生物質(zhì)燃燒的共同貢獻(xiàn)。

PAHs的特征比值顯示，在人類活動影響較大的S03站位PAHs來源復(fù)雜，具有石油污染、石化燃料燃燒和生物質(zhì)燃燒共同輸入的特點，其中石化燃料燃燒的貢獻(xiàn)較大；S01和S02站位在灣口和灣外，周圍為廣大農(nóng)村，PAHs主要來自生物質(zhì)燃燒和石油源，此結(jié)果與n-alkanes特征比值相符。與其他城市沉積物PAHs主要來自機動車尾氣排放或煤燃燒不同[10—11]，湛江灣沉積物PAHs生物質(zhì)燃燒的貢獻(xiàn)較大，體現(xiàn)了湛江市的社會經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀。湛江市自改革開放以來，經(jīng)濟得到一定發(fā)展，但與珠三角其他城市經(jīng)濟仍然比較落后，農(nóng)村面積大，大部分城區(qū)和縣市農(nóng)業(yè)經(jīng)濟仍然占有較大比重，煤、秸桿、木材等生物質(zhì)燃燒在廣大農(nóng)村仍然大量存在，對PAHs貢獻(xiàn)較大。

3.5n-alkanes和PAHs的主成分分析

湛江灣柱狀沉積物n-alkanes和PAHs的分子組合特征和特征參數(shù)比值分析結(jié)果表明湛江灣近代沉積物中有機物的來源比較穩(wěn)定，n-alkanes為人類活動源和自然源的共同貢獻(xiàn)，PAHs主要來自人類活動排放，其中n-alkanes和PAHs對人為源的指示具有一致性，主要來自石油及其產(chǎn)品、石油燃燒、煤和生物質(zhì)燃燒。為進(jìn)一步討論各類源的貢獻(xiàn)，使用SPSS19.0軟件對n-alkanes和PAHs進(jìn)行主成分分析，采用最大方差旋轉(zhuǎn)，提取特征根大于1的主成分，PAHs和n-alkanes主成分的載荷矩陣分別見表3和圖7。

PAHs共提取2個主成分，貢獻(xiàn)率為96.8%。研究表明高環(huán)數(shù)PAHs主要由化石燃料高溫燃燒產(chǎn)生，BbF、BkF、BaP、IP、BaA和BghiP是石油類燃燒的特征產(chǎn)物[10]。結(jié)合PAHs的特征比值，因子1代表石油燃燒源，其貢獻(xiàn)率為52.5%。低環(huán)PAHs由石油及其產(chǎn)品，特別是油的精煉產(chǎn)品所產(chǎn)生，同時研究表明薪柴和煤燃燒煙塵中以3環(huán)和4環(huán)PAHs為主[24]。因此，因子2反映了石油產(chǎn)品、薪柴和煤的燃燒貢獻(xiàn)，其貢獻(xiàn)率為44.3%。

表3　沉積物中PAHs旋轉(zhuǎn)后的載荷矩陣

n-alkanes共提取3個因子，累積解釋方差83.8%，其中因子1、因子2和因子3貢獻(xiàn)分別為40.8%、24.9%和18.1%。因子1的C25～C35高碳數(shù)n-alkanes載荷系數(shù)高，主要來源于高等植物的降解產(chǎn)物。同時高等植物的燃燒也會產(chǎn)生高碳數(shù)的n-alkanes[25]，結(jié)合湛江生物質(zhì)燃燒的實際情況，因子1反映了高等植物的輸入，生物質(zhì)燃燒也具有一定貢獻(xiàn)；因子2中C17～C24中低碳數(shù)n-alkanes載荷較高，C17和C19主要來自海洋浮游藻類[26]，C16～C20偶碳數(shù)n-alkanes則多來自細(xì)菌[27]，中等鏈長的n-alkanes來自海藻，海草等海洋植物，同時柴油和汽油等不完全燃燒產(chǎn)物中也包含中等碳數(shù)n-alkanes，煤燃燒也具有低碳數(shù)(小于等于C20)[25]為主的特點。因此，因子2為海洋生物和石化燃料燃燒的共同輸入。因子3為C14、C15和C16短鏈n-alkanes，來源于石油的直接輸入，所以因子3表示了石油的直接污染。

圖7　沉積物中n-alkanes旋轉(zhuǎn)后的載荷矩陣分布Fig.7　Distribution diagram of n-alkanes rotated com-ponent matrix in sediments

根據(jù)n-alkanes和PAHs的主成分分析結(jié)果，提取各因子的主成分進(jìn)行線性相關(guān)性分析，見表4?！艭25～35高碳數(shù)n-alkanes與3～6環(huán)PAHs相關(guān)性較差，說明兩者源的差異性大，結(jié)合n-alkanes的特征參數(shù)比值，C25～C35高碳數(shù)n-alkanes來自高等植物等自然源，PAHs來自人為源，符合此結(jié)果?！艭14～24中低碳n-alkanes與3～4環(huán)PAHs具良好的相關(guān)性，線性相關(guān)系數(shù)為0.67～0.85，表明他們具有相同或類似源，同時也說明C14～C24n-alkanes雖然為自然源和人類源的共同貢獻(xiàn)，但人為源的貢獻(xiàn)可能更大。5環(huán)和6環(huán)PAHs與∑C17～24的n-alkanes也具有一定的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.56和0.57，表明石化燃料燃燒源對C17～C24具有一定的貢獻(xiàn)。

表4　3～6環(huán)PAHs與低中高碳數(shù)n-alkanes的相關(guān)性系數(shù)

3.6湛江灣n-alkanes和PAHs人類活動排放源分析

通過n-alkanes和PAHs組合分子特征的分析，n-alkanes的自然源主要是高等植物貢獻(xiàn)和海洋生物的部分貢獻(xiàn)；中低碳數(shù)n-alkanes和PAHs的特征比值以及兩者之間良好的相關(guān)性表明n-alkanes和PAHs具有共同的人為源，即石油、煤、生物質(zhì)的燃燒和石油及其產(chǎn)品的直接輸入。n-alkanes和PAHs的源解析結(jié)果較好地反映出湛江市的氣候特點、能源結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平。

PCI、L/H、主成分分析表明高等植物對湛江灣C25～C35高碳數(shù)n-alkanes具有絕對優(yōu)勢貢獻(xiàn)，貢獻(xiàn)率達(dá)40%以上。隨著碳數(shù)的增加，貢獻(xiàn)率也不斷提高，體現(xiàn)了湛江的氣候特征。湛江屬于來熱帶季風(fēng)氣候，植被茂盛，截至2013年底，城市建成區(qū)綠化覆蓋率40.73%(中國城市統(tǒng)計年鑒2014)，在全國重點城市中排名前四位，植被臘質(zhì)的揮發(fā)，落葉等均對n-alkanes具有較大的貢獻(xiàn)。

除高等植物的臘質(zhì)的自然貢獻(xiàn)外，高等植物的燃燒對湛江灣n-alkanes的貢獻(xiàn)也不可忽視，PAHs的特征比值也表明煤、生物質(zhì)燃燒的貢獻(xiàn)在人為源中具有重要地位。雖然湛江是我國第一批改革開放沿海城市，但經(jīng)濟發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于珠三角城市。湛江是廣東省農(nóng)業(yè)大市，第一產(chǎn)業(yè)比重較大(2013年第一、二、三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例為20.5∶39.5∶40.0)，據(jù)廣東省2014年統(tǒng)計年鑒，湛江耕種面積為全省第一，農(nóng)業(yè)以糧食作物為主。湛江每年可產(chǎn)生樹皮、樹枝葉、木材廢料、農(nóng)作物秸桿等生物質(zhì)848萬噸，目前用作工業(yè)燃料的僅有86.7萬噸，農(nóng)作物秸稈綜合利用率僅有60%，剩余生物質(zhì)在農(nóng)村普遍用作燃料，或直接焚燒后作肥料。廣東省大氣清單指出湛江市生物質(zhì)燃燒對大氣中黑碳和有機碳的貢獻(xiàn)分別約為52%和79%[28]。

湛江市能源消費結(jié)構(gòu)以煤炭和電力為主，電力則以熱電為主，煤是湛江社會經(jīng)濟發(fā)展的主要能源，由湛江統(tǒng)計年鑒可知，僅1990年到2013年湛江煤炭的使用量增長了1倍，2013年規(guī)模以上企業(yè)原煤消費量達(dá)661.6萬噸，因此，煤炭大量燃燒釋放的顆粒物以及廢氣也是沉積物中PAHs和n-alkanes的重要貢獻(xiàn)者。

湛江港是我國南方重要的港口，2014年有32個泊位，貨物吞吐量為20 238萬噸，僅次于廣州和深圳。湛江港也是我國重要的漁港，2008—2012年養(yǎng)殖和漁業(yè)船只數(shù)量保持2萬艘左右。與其他中小型城市相似，湛江摩托車的數(shù)量也非常龐大，2008—2012年間摩托車數(shù)量保持在40～47萬輛之間(湛江統(tǒng)計年鑒)。湛江港擁有如此之多的來往船只和貨物吞吐量，以及龐大的摩托車擁有量，其產(chǎn)生的尾氣通過大氣干濕沉降匯入湛江灣，成為近岸沉積物中n-alkanes和PAHs的重要來源。

石化產(chǎn)業(yè)是湛江工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，1995—2004年湛江原油的加工量為100萬～200萬噸，2005—2015年增加為400萬～550萬噸(湛江統(tǒng)計年鑒)。原油加工中排放出大量的低碳數(shù)有機物，如3環(huán)PAHs，C14～C16的n-alkanes等。因此，本研究中3環(huán)PAHs和低碳數(shù)n-alkanes體現(xiàn)了湛江臨港石化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展特點。

4結(jié)論

(1)湛江灣n-alkanes和PAHs的含量在灣內(nèi)、灣口和灣外依次降低，柱狀沉積物中的垂直變化不明顯，表明人類活動已經(jīng)對湛江灣海洋環(huán)境產(chǎn)生影響，影響主要在灣內(nèi)，目前這種影響比較穩(wěn)定。

(2)n-alkanes和PAHs的成份譜、特征比值、主成分分析等表明兩類化合物具有共同的人為源，即化石燃料燃燒、生物質(zhì)燃燒，以及石油的輸入。C14～C25的n-alkanes與3～4環(huán)PAHs具有良好的相關(guān)性，同時與5～6環(huán)也有一定的相關(guān)性，表明它們有共同源或相似源，在人為源的指示上具有一致性。

(3)本研究中n-alkanes和PAHs的污染和來源特征體現(xiàn)了湛江的社會經(jīng)濟發(fā)展，反映了人類活動對湛江灣海洋環(huán)境的影響。湛江雖然是我國第一批沿海開放的14個城市之一，但在14個城市中經(jīng)濟發(fā)展屬于落后的，社會經(jīng)濟仍然是農(nóng)業(yè)和漁業(yè)為主，本研究中煤、生物質(zhì)燃燒對n-alkanes和PAHs的較大貢獻(xiàn)則體現(xiàn)了這種落后的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)；湛江是我國南方重要的港口城市，工業(yè)以石化產(chǎn)業(yè)為主，在本研究中石油源對沉積物n-alkanes和PAHs的直接輸入等則體現(xiàn)了這種特征。

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收稿日期：2015-12-10；

修訂日期：2016-02-19。

基金項目：海洋公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費項目(201505027-1)。

作者簡介：陳志強(1990—)男，廣東省東莞市人，主要從事海洋有機化學(xué)的研究。E-mail：dgchenzhi@163.com *通信作者：趙利容，講師，主要從事海洋有機化學(xué)的研究。E-mail：zlrsms@163.com

中圖分類號:P736.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：0253-4193(2016)08-0115-09

The molecular characteristic of n-alkanes and PAHs in core sediments of Zhanjiang Bay and its environmental indication significance

Chen Zhiqiang1，Zhao Lirong1，Liu Beibei2，Sun Xingli1

(1.MonitoringCenterforMarineResourcesandEnvironments，GuangdongOceanUniversity，Zhanjiang524088，China; 2.GuangdongcenterforMarineResouceResearch，Guangzhou510220，China)

Abstract:Spatial distribution and components of n-alkanes and PAHs in the core sediments were investigated in Zhanjiang bay，and their different and common sources were discussed by methods of principal component analysis，correlation analysis and ratios of L/H，CPI，Ant/(Ant+Phe)，F(xiàn)lu/(Flu+Pyr)，BaA/(BaA+Chry) and IP/(IP+BghiP). This study aimed to found the different and common characteristics of n-alkane and PAHs from human activities，and future discussed their sources and effects of human activity on marine environment. Both of n-alkanes and PAHs had the same spatial distributions. Their levels were higher in bay and lower in out of bay but non-significant changes in vertical sediment samples. The CPI，results of principal component analysis，components spectrum of n-alkane and PAHs and the ratios showed that high molecular n-alkanes (C25～C35) were predominantly from higher plants but C14～C24n-alkanes were from anthropogenic sources of oil leakage，fossil fuel combustion and biomass burning as the sources of PAHs. The results of this study indicated that n-alkanes and PAHs had the same anthropogenic sources and good correlation but their quantitative relation need further study，and both of them can be used to disused the effects of human activities on marine environment．

Key words:core sediments;n-alkanes; PAHs; molecular characteristic; environmental indication significance

陳志強，趙利容，劉貝貝，等. 湛江灣柱狀沉積物n-alkanes和PAHs組合分子特征及其環(huán)境指示作用[J].海洋學(xué)報，2016，38(8)：115—123，doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2016.08.012Chen Zhiqiang，Zhao Lirong，Liu Beibei，et al. The molecular characteristic of n-alkanes and PAHs in core sediments of Zhanjiang Bay and its environmental indication significance[J]. Haiyang Xuebao，2016，38(8)：115—123，doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2016.08.012