生物擾動(dòng)對(duì)海洋沉積物中石油烴降解的影響.pdf

1、海上石油運(yùn)輸及石油開采的發(fā)展，導(dǎo)致近海海洋石油污染不斷輸入，石油污染物進(jìn)入海洋環(huán)境后會(huì)發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化，最終沉降進(jìn)入沉積層，從而使得海洋沉積層成為石油污染物的“匯”。底棲生物的擾動(dòng)作用能夠改變沉積層結(jié)構(gòu)，促使沉積顆粒物遷移，因而影響沉積層中污染物的遷移及向水層的釋放;生物擾動(dòng)過程改變了沉積層的氧化還原環(huán)境，影響沉積物中的地球化學(xué)過程，改變沉積環(huán)境中微生物菌群組成與活力，進(jìn)而促進(jìn)沉積層中石油烴類污染物的降解。本論文針對(duì)近岸海域沉積

2、物石油烴污染問題，通過室內(nèi)微宇宙實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，研究了沙蠶生物擾動(dòng)作用下埋藏于沉積物中不同深度的石油烴類污染物向水層的釋放行為，及其在沉積物中的遷移和降解。論文的主要研究結(jié)果如下:
　　沙蠶的擾動(dòng)作用促進(jìn)了沉積顆粒物的再懸浮，使得上覆水中懸浮顆粒物(TSS)濃度升高，同時(shí)使上覆水中溶解性有機(jī)碳(DOC)的濃度顯著升高。擾動(dòng)組上覆水中TSS含量顯著高于對(duì)照組;擾動(dòng)組上覆水中DOC含量同樣高于對(duì)照組，隨著實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，上覆水中DOC含量呈現(xiàn)不斷

3、上升的趨勢(shì)。通過TSS與DOC的相關(guān)性分析，上覆水上層水TSS與DOC呈顯著相關(guān)性(P＜0.05)，下層水TSS與DOC不相關(guān)(P＞0.05)。
　　生物擾動(dòng)顯著促進(jìn)沉積層中污染物向水層的釋放。實(shí)驗(yàn)30天后，對(duì)于深層埋藏?cái)_動(dòng)組，姥鮫烷、十九烷、菲和芘的釋放通量分別為3046.44 ng m-2 day-1、612.88 ng m-2day-1、369.32 ng m-2 day-1、124.33 ng m-2 day-1。對(duì)于淺層

4、埋藏?cái)_動(dòng)組，姥鮫烷、十九烷、菲和芘的釋放通量分別為3506.78 ng m-2 day-1、810.06 ng m-2 day-1、60.51 ng m-2day-1、75.69 ng m-2 day-1。其中，深層埋藏組與淺層埋藏組中，污染物主要以顆粒態(tài)形式釋放，分別占總釋放量的56％-99％及47％-99％，表明生物擾動(dòng)作用通過促進(jìn)顆粒物的再懸浮，增加了水中污染物的含量。沙蠶擾動(dòng)范圍內(nèi)，不同埋藏深度污染物的釋放量無顯著差異，說明污染

5、物的釋放與埋藏深度無關(guān)。
　　沙蠶的生物擾動(dòng)作用改變了污染物在沉積層中的縱向分布。在深層埋藏實(shí)驗(yàn)組中，污染物的遷移范圍可達(dá)到沉積物表層，其中各污染物最初放置位置距表層10cm，實(shí)驗(yàn)30天后，污染物縱向分布范圍為表層至15cm，姥鮫烷、十九烷、菲和芘到達(dá)表層的遷移率分別為10.3％、6.5％、11％和5.8％。在淺層埋藏實(shí)驗(yàn)組中，污染物的遷移范圍可達(dá)到沉積物底層，各污染物最初放置位置距表層2cm，實(shí)驗(yàn)30天后，污染物縱向分布范圍為表

6、層至15cm，姥鮫烷、十九烷、菲和芘到達(dá)底層的遷移率分別為12％、11.7％、11.9％和17.3％。無沙蠶對(duì)照組中，污染物從最初放置位置的遷移范圍在2-4cm之間。對(duì)比各污染物的遷移率，沙蠶的擾動(dòng)行為對(duì)芳烴類的遷移更加明顯，這可能與污染物本身的性質(zhì)有關(guān)。
　　實(shí)驗(yàn)30天后，沙蠶擾動(dòng)組中各污染物含量顯著低于無沙蠶對(duì)照組，說明沙蠶的擾動(dòng)行為促進(jìn)了沉積物中污染物的降解。在深層埋藏組中，姥鮫烷、十九烷、菲、芘的降解率分別為39％、54％