东海赤潮高发区沉积物中正构烷烃、脂肪酸的组成与分布

摘要

本文利用气相色谱一质谱联用仪(GC-MS)对东海赤潮高发区这一特定海域的表层及柱状沉积物中脂类生物标记物——正构烷烃、脂肪酸的种类、来源、含量的平面及垂直变化等规律进行了初步的分析，并利用统计学方法——主成分和聚类分析法区分了正构烷烃、脂肪酸种类，含量与相关环境参数的关系，以及脂类标记物之间的关系，间接的反映并区分这一区域内沉积物中正构烷烃及脂肪酸的源和汇。现得到如下结论： 1．通过对2005航次和2006航次东海赤潮高发区表层沉积物中正构烷烃，脂肪酸的分析，初步探讨了表层沉积物有机物的来源。沉积物中正构烷烃的CPI值及Pr/Ph的比值普遍较低，而n-C16、n-C18的相对百分含量(n-C16﹪、n-C18﹪)较高，分析表明石油烃是东海赤潮高发区表层沉积物脂肪烃的主要成分，且长江口及近海区域正构烷烃的含量较低，而外海地区石油烃含量较高。分析认为，所测石油烃高值区为船舶航行区，船舶漏油等可能是使该区域石油烃含量增加的主要因素，与2005航次相比，2006航次的正构烷烃的含量整体较低，受石油烃污染程度较小，这与近年来长江口及其邻近海域石油烃污染状况已有较大改善的报道相一致。来源于细菌、海洋微藻和陆生高等植物的脂肪酸如直链饱和脂肪酸、支链饱和脂肪酸、不(多不)饱和脂肪酸在2005～2006航次间的组成和分布比较稳定：直链脂肪酸相对百分含量普遍较高，其次为支链脂肪酸和单不饱和脂肪酸，多不饱和脂肪酸相对含量较少。利用生物标记物分析表明，海洋自生生物源(细菌、海洋微藻等)是沉积物中脂肪酸的主要来源，陆源脂肪酸对东海赤潮高发区表层沉积物的贡献较小。两种脂肪酸区域性差别的规律大致如下：陆源脂肪酸相对含量为近岸高、外海低，沿离岸方向呈逐渐降低的趋势；而海洋自生生物源相对含量表现为近岸低、外海高的趋势，沿离岸方向呈逐渐升高的趋势。 2．通过对东海赤潮高发区HB-8站位0～41cm柱状沉积样中正构烷烃，脂肪酸的分析，初步探讨了东海柱状沉积物中此两种有机物的组成、分布与来源。柱状沉积样中的正构烷烃及各种形态脂肪酸的相对含量变化大致如下：从0～41cm，东海赤潮高发区柱状沉积样中正构烷烃的相对含量呈锯齿状变化；总脂肪酸的相对含量呈显著下降的趋势。正构烷烃的CPI值及Pr/Ph的比值普遍较低，表明东海赤潮高发区柱状沉积物明显受到了石油烃的污染，且表层0～4cm以重质石油烃输入为主，其它断面则以轻质石油烃输入为主。沉积物中的脂肪酸主要以海洋自生生物源脂肪酸(特别是海洋微藻源脂肪酸)为主，陆源脂肪酸的相对含量较小。从柱状分布来看，各种来源脂肪酸的相对含量都显著下降的趋势。 3．利用2005年和2006年两个航次的调查数据，结合主成分和聚类分析法讨论了东海赤潮高发区表层沉积物中脂肪酸、正构烷烃等的可能来源以及沉积物站位的分布特点。主成分分析结果表明，重质石油烃源正构烷烃是东海赤潮高发区表层沉积物中烃类化合物的主要来源，其次为轻质石油烃源正构烷烃。沉积物中脂肪酸的来源分为三种不同的形式：①海洋微藻源，②细菌源，③陆生高等植物源；其中，海洋微藻源脂肪酸对东海赤潮高发区表层沉积物的贡献最大，其次为细菌源脂肪酸，陆生高等植物源脂肪酸最小。聚类分析结果表明，东海赤潮高发区沉积物站位可分为两大类：一类为受陆源及海源有机物共同影响的沉积区，另一类为受海源有机物影响的沉积区。 综上所述，通过利用脂类生物标记物以及数理统计法对东海赤潮高发区表层及柱状沉积物有机物的分析，使人们对东海沉积物中有机物的来源，迁移和转化有更好的认识，对评价东海海洋生态环境，治理海洋污染提供有用的参考资料。

目录

文摘

英文文摘

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1文献综述

1.1研究历史与意义

1.2沉积物中有机物的组成与来源

1.3影响沉积物中有机物积累的因素

1.4有机物来源的示踪

1.5脂类生物标记物在有机地球化学中的应用

1.6统计方法在数据分析方面的应用

1.7本文的研究目的与意义

2实验部分

2.1样品采集与处理

2.2试验方法

2.3方法精密度、甲酯化效率以及FAME总回收率的测定

2.4实验药品与仪器

3东海赤潮高发区表层沉积物中正构烷及脂肪酸的组成与分布

3.1材料和方法

3.2结果和讨论

3.2.1脂肪烃(aliphatic hydrocarbons)

3.2.2脂肪酸(fatty acids)

3.3小结

4东海赤潮高发区柱状沉积物中正构烷烃、脂肪酸的组成与分布特征

4.1样品的采集与分析

4.2结果与讨论

4.2.1正构烷烃在柱样中的分布特征

4.1.2脂肪酸在柱样中的分布特征

4.3小结

5主成分与聚类分析法在东海赤潮高发区沉积物有机物的分类研究

5.1研究区域与方法：

5.1.1样品采集与分析（如第二章所示）

5.1.2统计分析方法

5.2结果与讨论

5.2.1正构烷烃、类异戊二烯烃与脂肪酸的组成和分布（如第三章所示）

5.2.2运用PCA确定沉积物中有机物的来源

5.3聚类分析

5.4小结：

6结论

参考文献

8附录

致谢