珠江三角洲沉积物岩心中的多环芳烃（PAHs）的历史变化趋势及其与藻类有机物和全球变暖之间的关系

《Marine Policy》：Historical trends of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and their relationship with algal organic matter and global warming in Pearl River Delta sediment cores

气候变化与藻类有机质对珠江口PAHs封存机制研究，通过沉积物柱样分析发现1980年后PAHs浓度显著上升，与TOC、S2及HI升高相关，生物泵增强促进PAHs吸附埋藏，揭示近岸环境生产力提升对污染物封存的关键作用。

　　在全球变暖日益加剧的背景下，研究海洋沉积物中藻类有机质（AOM）的生成及其对多环芳烃（PAHs）封存的作用具有重要的环境意义。本研究聚焦于中国珠江三角洲（PRD）的两个沉积物核心S0-1和S0-3，旨在探讨全球变暖如何影响AOM的生成以及其在海洋沉积物中对PAHs的封存能力。通过分析沉积物中的总有机碳（TOC）、S2（剩余碳生成潜力）和氢指数（HI = S2/TOC）等参数，研究者能够间接评估AOM的含量，并结合PAHs浓度数据，进一步揭示其历史沉积趋势和来源。

研究结果显示，S0-1沉积物核心中∑PAHs的浓度范围为29.85至88.87纳克/克，而S0-3则为26.52至56.56纳克/克。值得注意的是，自20世纪80年代以来，PAHs浓度显著上升。这一现象与TOC、S2和HI的增加密切相关，表明AOM的生成能力在这一时期有所增强。这种增强的AOM生成可能是由于海表温度上升和持续的营养输入所驱动，特别是在近岸环境中。海表温度的升高促进了海洋生物的生长，从而提高了初级生产力，这不仅增加了AOM的沉积，还可能增强了PAHs的吸附与封存能力。

AOM在海洋沉积物中的沉积过程与生物泵密切相关。生物泵是指通过浮游植物的初级生产，将有机质从表层海水输送到海底的过程。PAHs等疏水性污染物能够吸附在沉降的有机颗粒上，如浮游植物聚集体和粪粒，随这些颗粒一起向下输运，最终被封存在沉积物中。因此，AOM的增加可能通过增强生物泵的效率，提高PAHs的沉降速率，从而减少其在水体中的迁移和扩散。

然而，这一过程并非单向的。在某些情况下，AOM的降解可能会导致PAHs的再释放。例如，当温度升高时，微生物的活动可能增强，从而加速AOM的分解。这种分解过程可能将原本被吸附在有机颗粒上的PAHs释放回水体，形成一个反馈循环。尽管如此，高分子量的PAHs由于其较强的热稳定性，仍可能在某些条件下保持其封存状态，限制其完全降解的可能性。

研究还指出，珠江三角洲的近岸环境是PAHs的重要来源之一。这一地区由于其密集的城市和工业活动，排放了大量的污染物。此外，来自船舶运输的柴油排放也可能是PAHs的重要来源。这些来源的叠加使得PAHs的来源分析变得更加复杂。通过使用诊断比、主成分分析和正矩阵因子分解等多源解析工具，研究者能够更准确地识别PAHs的不同来源，并评估其在沉积物中的沉积趋势。

在珠江三角洲，气候变化可能通过多种途径影响PAHs的迁移和封存。一方面，全球变暖可能导致降水模式的改变，增加河流径流，从而将更多的污染物从陆地输送到近岸海域。另一方面，海平面上升可能改变沉积物的沉积模式，导致沉积物的再分布，进而影响污染物的长期封存。此外，气候变暖可能通过改变营养输入的模式，影响海洋生产力，从而进一步改变AOM的生成和PAHs的封存能力。

本研究的结果对于理解未来气候变化背景下污染物的迁移和封存机制具有重要意义。通过揭示AOM生成与PAHs封存之间的关系，研究者能够更准确地预测全球变暖对海洋生态系统的影响。特别是，在沿海地区，AOM的增加可能成为一种重要的机制，通过增强生物泵的效率，提高PAHs的封存能力。然而，这种机制也可能受到多种因素的影响，包括污染物的来源、AOM的降解速率以及微生物的活动水平。

从更广泛的视角来看，沿海地区的沉积物不仅是污染物的储存库，也是人类活动的历史记录。通过对沉积物中PAHs的长期沉积趋势进行分析，研究者可以更全面地了解人类活动对海洋环境的影响。特别是在珠江三角洲这样的高度城市化和工业化区域，PAHs的沉积模式可能反映了该地区在不同历史时期的污染状况。因此，这项研究不仅有助于评估当前的污染水平，还能够为未来的环境管理提供科学依据。

此外，研究还强调了多因素耦合对PAHs封存过程的影响。除了全球变暖带来的海表温度上升，营养输入的变化同样对海洋生产力和AOM的生成具有重要影响。这些因素的共同作用可能进一步改变PAHs在海洋沉积物中的沉积和再分布模式。因此，在未来的环境研究中，需要综合考虑多种环境变量，以更准确地预测污染物的行为。

总的来说，本研究通过分析珠江三角洲的沉积物核心，揭示了全球变暖如何通过增强海洋生产力和改变水文条件，影响AOM的生成和PAHs的封存过程。研究结果表明，AOM的增加可能成为一种有效的机制，通过生物泵促进PAHs的沉降和长期封存。然而，这一过程也受到多种环境因素的影响，包括污染物的来源、AOM的降解速率以及微生物的活动水平。因此，在未来的环境管理和污染控制策略中，应充分考虑这些因素，以实现更有效的污染物治理。