日本海彼得大帝湾不同粒度沉积物中多环芳烃(PAHs)的污染特征、来源解析及生态风险评估

【编辑推荐】为评估俄罗斯彼得大帝湾沉积物中多环芳烃(PAHs)的生态风险，研究人员首次系统分析了14种PAHs的空间分布特征及其与沉积物理化性质的关系。研究发现PAHs主要来源于煤炭燃烧（平均浓度553 ng/g），细颗粒沉积物（粉砂和黏土）与有机碳(TOC)显著正相关，港口区域致癌性PAHs活性高出粗砂沉积物3-4倍。该研究为北极海域PAHs迁移转化机制提供了重要数据支撑。

　　

在寒冷的俄罗斯远东海域，彼得大帝湾作为日本海最大的海湾，既是重要的渔业基地，又承载着繁忙的航运活动。然而，这片海域正面临多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs）污染的严峻挑战——这类被国际癌症研究机构(IARC)列为I类致癌物的持久性有机污染物，不仅会通过食物链危害海洋生物，更可能最终威胁人类健康。尤其值得关注的是，海湾内密集的港口活动、城市径流以及冬季供暖排放，使得PAHs在细颗粒沉积物中不断富集，形成潜在的生态定时炸弹。

为揭示这一环境危机，来自俄罗斯科学院远东分院的研究团队在《Marine Pollution Bulletin》发表了一项开创性研究。他们首次系统检测了彼得大帝湾14种优先控制PAHs的分布规律，结合沉积物粒度与有机碳(TOC)分析，构建了完整的生态风险评估体系。研究采用高效液相色谱(HPLC)定量PAHs浓度，运用异构体比值法和主成分分析(PCA)溯源污染来源，并基于沉积物质量指南(ERL/ERM, TEL/PEL)和毒性当量(TEQ)、突变当量(MEQ)模型评估生态风险。

【Regional setting and potential PAH sources】
研究区域显示海湾东西部存在显著水深差异（西部<100m，东部>100m），这种地形特征导致污染物在近岸细颗粒沉积区富集。

【Physicochemical characteristics of surface sediments】
沉积物粒度分析揭示粉砂占比最高（50%），砂粒42%，黏土仅7.5%。关键发现是TOC与细颗粒组分（粉砂+黏土）呈显著正相关，这种组合对PAHs吸附具有"磁铁效应"。

【Conclusion】
核心结论表明：1）PAHs浓度呈现27-2432 ng/g的显著空间差异，平均553 ng/g；2）通过BaP/BeP等比值判定污染主要来自煤炭燃烧；3）港口外海沉积物的TEQ和MEQ值分别是粗砂区的3-4倍，成为致癌突变"热点"；4）尽管TOC标准化风险较低，但Vladivostok港区仍需持续监测。

这项研究的突破性在于首次建立了北极海域PAHs-沉积物粒度-有机碳的耦合模型，证实细颗粒沉积物是PAHs的"汇"而非"源"。其提出的双重评估框架（传统指南+TEQ/MEQ模型）为全球类似海域的风险管理提供了范式。特别值得注意的是，研究发现煤炭燃烧（而非石油泄漏）是主要污染源，这对俄罗斯远东地区能源政策调整具有直接指导意义。随着北极航运活动加剧，该研究成果将成为制定沉积物PAHs基准值的重要科学依据。