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莱州湾沉积物主要有机物含量分布与来源解析

作　者: 肖晓彤
导　师: 马启敏
学　校: 中国海洋大学
专　业: 环境科学
关键词: 表层沉积物正构烷烃多环芳烃分布来源分析
分类号: X143
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

海洋沉积有机质主要是研究海洋沉积物中有机质组成、分布特征、生物来源以及有机质在早期成岩作用阶段的生物地球化学转换。正构烷烃广泛存在于现代海洋沉积物中,不同碳数的正构烷烃的相对丰度可以反映沉积物中有机质的来源和热成熟度。芳烃类化合物在环境污染控制方面集中研究的居多,而在近代海洋表层沉积物中对芳烃的研究很少,其主要来源于森林火灾、燃煤燃油、汽车尾气和石油溢漏等。沉积物中的正构烷烃和多环芳烃要经过特定的萃取方法进行预处理,通过仪器分析方法得到谱图,通过谱图分析、计算等确定其含量以及分布和来源。沉积物中的正构烷烃易随环境条件的改变而改变,因此,正构烷烃被广泛地应用于有机地球化学研究,来说明有机质的积累和输运对环境造成的影响。而多环芳烃主要来源于人为污染,对沉积物中多环芳烃的分布特征的研究可以加强其来源污染控制。本文对莱州湾沉积物中的正构烷烃和多环芳烃进行了分析研究,同时调查了莱州湾陆源入海河流的污染状况,研究结果表明：(1)莱州湾表层沉积物中正构烷烃在东部海域和西南海域分别有一个高值区,这与黄河、小清河等河流的输入以及渤海渔船作业有关。莱州湾表层沉积物中的正构烷烃主要有三种来源,陆源输入优势型、陆源和海洋内生混合类型和石油污染型。对类异戊二烯烃姥鲛烷和植烷进行分析,Pr/Ph(姥鲛烷／植烷)变化在0.62-1.43之间,指示了莱州湾的氧化-还原沉积环境。(2)莱州湾表层沉积物中多环芳烃(PAHs)的浓度分布呈现东部海域高、西部沿岸次之,中部海域低,由河口向岸边依次递减的分布态势,这与小黄河、清河等河流的输入以及莱州湾潮流的中部旋转性有关。对莱州湾表层沉积物中的多环芳烃进行定性来源分析,分析结果显示,多环芳烃表现出混合来源的特征,包括石油污染,化石燃料燃烧和木材及煤的燃烧。同时,多环芳烃不同环数组合又说明了莱州湾多环芳烃的主要来源为石油污染。(3)莱州湾陆源11个站位的石油烃浓度均超过Ⅲ类水质标准(1m/L),虞河和弥河的石油烃浓度分别高达40.01mg/L和39.82mg/L。大部分站位COD浓度符合Ⅰ类水质标准(2m/L),王河和支脉河略超出II类水质标准(4m/L),泽河超出Ⅲ类水质标准(6m/L)。莱州湾入海河流的高浓度石油烃是近岸海域正构烷烃和多环芳烃的主要来源之一,同时这些河流以及底泥中含有丰富的有机物,是海区的陆源输入来源。石油烃输入的主要河流有虞河、弥河和小清河。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
0 引言  11-13
1. 海洋沉积物中烃类的地球化学意义  13-20
  1.1 烷烃的地球化学意义  13-16
    1.1.1 正构烷烃的地球化学意义  13-15
    1.1.2 类异戊二烯烃的地球化学意义  15-16
  1.2 多环芳烃的地球化学意义  16-20
2. 海洋沉积物有机质研究  20-29
  2.1 海洋沉积物烷烃的来源分析  20-22
    2.1.1 正构烷烃碳数分布和特征指数  20-21
    2.1.2 正构烷烃碳同位素组成特征  21-22
    2.1.3 主因子分析  22
  2.2 海洋沉积物多环芳烃的来源分析  22-24
    2.2.1 多环芳烃定性来源分析  22-23
    2.2.2 多环芳烃定量来源分析  23-24
  2.3 沉积物的萃取技术  24-26
    2.3.1 索氏萃取  24-25
    2.3.2 超声萃取  25
    2.3.3 微波辅助萃取  25
    2.3.4 加速溶剂萃取  25-26
    2.3.5 超临界流体萃取  26
  2.4 烃类的分析检测方法  26-29
    2.4.1 气相色谱法  26-27
    2.4.2 气相色谱/质谱分析法  27-28
    2.4.3 高效液相色谱法  28-29
3. 本论文研究意义、内容及技术路线  29-31
  3.1 研究内容  29
  3.2 创新点  29-30
  3.3 技术路线  30-31
4. 研究区域与方法  31-42
  4.1 研究区域  31-34
    4.1.1 莱州湾自然环境概况  31-33
    4.1.2 主要沉积环境特征  33-34
  4.2 方法  34-42
    4.2.1 实验仪器及药品  34-35
    4.2.2 样品采集  35-36
    4.2.3 样品预处理  36-37
    4.2.4 GC-MS测定条件  37
    4.2.5 样品分析  37-42
5. 莱州湾表层沉积物中的正构烷烃  42-51
  5.1 莱州湾表层沉积物中正构烷烃的含量及分布特征  42-45
  5.2 莱州湾表层沉积物中正构烷烃的来源分析  45-50
    5.2.1 莱州湾表层沉积物中正构烷烃的组成分布  45-46
    5.2.2 莱州湾表层沉积物中正构烷烃的来源分析  46-47
    5.2.3 莱州湾表层沉积物中无环类异戊二烯化合物的指示意义  47-50
  5.3 本章小结  50-51
6. 莱州湾表层沉积物中的多环芳烃  51-61
  6.1 莱州湾表层沉积物中多环芳烃的含量及分布特征  51-55
  6.2 莱州湾表层沉积物中多环芳烃的来源分析  55-60
    6.2.1 同分异构体比值  55-57
    6.2.2 不同环数多环芳烃的相对分布  57-58
    6.2.3 不同分子量组合的相对分布  58-60
  6.3 本章小结  60-61
7. 莱州湾陆源输入情况  61-65
  7.1 莱州湾入海河流石油烃和COD含量调查分析  61-63
  7.2 莱州湾入海河流中的有机物对近岸海域的影响  63-64
  7.3 本章小结  64-65
8. 结论  65-66
参考文献  66-72
附录  72-75
致谢  75

莱州湾沉积物主要有机物含量分布与来源解析

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