【摘 要】
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江苏如东近岸海域位于苏北辐射沙洲南翼,沉积动力环境复杂。随着近几十年经济发展迅速,人类开发活动剧增,大量的污染物被输送到该区域,对近岸海域海洋环境造成了不利影响,而
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江苏如东近岸海域位于苏北辐射沙洲南翼,沉积动力环境复杂。随着近几十年经济发展迅速,人类开发活动剧增,大量的污染物被输送到该区域,对近岸海域海洋环境造成了不利影响,而研究区同时又是重要的海洋渔业经济产区。因此,研究该区域的污染物分布规律及影响因素对于了解该海域海洋污染情况和指导海洋环境保护与经济可持续发展有着积极意义。本文根据对32个表层沉积物的分析测试结果,对研究区沉积动力环境进行了分区。探明了研究区沉积物中多环芳烃(PAHs)的含量、空间分布、来源以及人类健康风险。采用地理加权回归模型(GWR)对沉积物PAHs与不同影响因素间建立回归关系,并结合二维水动力模型揭示影响研究区PAHs分布的动力成因,构建PAHs在如东近岸海域的迁移规律,对指导当地近海渔业生产活动及近岸海洋环境污染防治治理提供科学依据。本论文主要的研究内容和结论如下:(1)江苏如东近岸海域沉积环境特征根据江苏如东近岸海域32个表层沉积物的粒度组分与参数分析结果,探讨了沉积物类型、粒级组分及粒度参数分布特征。结合Folk三角图示法、Q型系统聚类分析方法和泥沙起动公式将如东近岸海域划分为3个分区:近岸潮滩沙脊区、潮流通道区和辐射沙洲外缘区。研究结果表明,受物质来源和沉积动力变化的影响,研究区沉积物粒度主要分为3种,以砂质粉砂为主,平均含量为50%;粉砂质砂次之,平均含量为46.87%;砂含量最少,为3.13%。平均粒径介于25.65μm~171.72μm之间,平均值为70.61μm,其分布趋势与砂含量变化具有一致性。分选性、偏度和峰态分别具有较差-差、近对称-极负偏、尖锐-很尖锐的特征。沉积物粒度分布呈现明显的空间差异:1)近岸潮滩-沙脊区,水深较浅,地形冲淤动态变化复杂,沉积物砂含量较多,粒径整体较粗,沉积物不易发生起动;2)潮流通道区,水道内部深度大,底部受水动力影响较小,黏土含量较多,粒径较细,难以达到沉积物起动速度;3)辐射沙洲外缘区,水深大,受潮流动力作用小,沉积环境相对稳定并略有一定侵蚀,底层沉积物不易发生扰动。(2)表层沉积物PAHs含量、来源及生态风险沉积物中PAHs的研究表明,16种多环芳烃的浓度范围为2.2–46.6 ng g-1(平均值8.36 ng g-1),低于其他沿海地区。从空间上看,PAHs在空间分布上呈现出由东南向西北递减的趋势,且近岸值低而深水区值较高。PMF结果显示,石油及工业来源,生物质及煤炭燃烧来源以及海上和车辆交通来源是PAHs的主要来源,贡献率分别占PAHs总量的28.9%,25.5%,24.7%和20.9%。沉积物中PAHs的增量终身癌症风险指数(ILCR)<1×10-6,所有年龄段的癌症风险均在可接受的范围内,因此当前食用该地区的海鲜不会造成健康风险。(3)PAHs分布规律的影响因素沉积物中PAHs的含量与黏土以及TOC有显著性差异,结合二维水动力模型和GWR对沉积物中PAHs分布规律的影响因素进行探究,揭示了沉积动力环境对PAHs分布的影响。不同沉积动力环境中多环芳烃污染的空间分布形式不一,黏土和TOC的回归系数以及Local R2在不同沉积环境中出现明显递变趋势,表现出沉积动力环境GWR拟合效果的制约。黏土作为影响PAHs分布更主导的因素,其含量与分布受制于沉积动力环境,在不同沉积环境有显著差异,结合二维水动力模型对研究区潮流和泥沙输运进行了模拟,表明沉积动力环境主导区域的沉积物分布格局,进而呈现出与当前沉积动力环境相匹配的PAHs空间分布特征。
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