中国沿海港口疏浚沉积物中多环芳烃的空间分布、来源解析与风险管控研究

【字体: 时间:2025年06月21日 来源:Marine Pollution Bulletin 5.3

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  针对中国沿海港口疏浚沉积物中多环芳烃(PAHs)污染特征不明的问题,研究人员通过GC-MS/MS技术分析15个港口样本,揭示PAHs浓度范围为26.0-283 ng g?1,4-6环组分占比超60%,主要源自石油高温燃烧与生物质混合燃烧。风险评价显示生态风险较低,但儿童致癌风险(ILCR 1.4×10?7-1.4×10?6)高于成人,为疏浚物安全处置提供科学依据。

  

随着中国成为全球疏浚量最大的国家(年超20亿立方米),沿海港口疏浚沉积物的污染治理成为环境领域的重要挑战。多环芳烃(PAHs)作为典型持久性有机污染物,因其强致癌性(如苯并[a]芘BaP)和生物累积性,在港口沉积物中持续积累。东部沿海港口作为亚洲航运枢纽,长期面临船舶燃料泄漏、工业排放等复合污染压力,而疏浚作业会扰动历史沉积层,导致PAHs二次释放。现有研究多关注表层沉积物,对疏浚深度(10-100 cm)的污染特征认知不足,这直接影响了沉积物的资源化利用安全性。

中国某高校团队在《Marine Pollution Bulletin》发表的研究,首次系统评估了中国15个沿海港口疏浚沉积物的PAHs污染格局。研究采用气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)分析技术,结合毒性当量因子(TEQ)和终身致癌风险模型(ILCR),揭示了PAHs的空间分异规律、来源贡献及健康风险。

样本采集与分析方法
2023年采集的15个港口样本覆盖环渤海至珠三角主要航运枢纽,包括丹东港、青岛港等典型站点。通过索氏提取净化后,采用GC-MS/MS检测16种优先控制PAHs,运用特征比值法(如Ant/(Ant+Phe))和主成分分析(PCA)解析污染源,并基于美国环保署(US EPA)标准进行生态与健康风险评价。

浓度分布特征
研究发现总PAHs浓度呈北高南低趋势,最高值出现在长江口航道(283 ng g?1),最低位于湛江港(26.0 ng g?1)。4-6环高分子量PAHs占比超60%,其中苯并[g,h,i]苝(BghiP)和茚并[1,2,3-cd]芘各占13%,反映高温燃烧来源的主导性。

污染源解析
特征比值显示63%站点呈石油与生物质混合燃烧特征,PCA进一步量化来源贡献:船舶燃料高温燃烧(42.3%)>工业化石燃料燃烧(31.7%)>石油泄漏(18.5%)。长江三角洲港口因航运密集和工业聚集,PAHs富集程度显著高于其他区域。

风险评价结果
生态风险指数(TEQ)显示BaP和二苯并[a,h]蒽(DahA)是主要毒性贡献者,但整体处于低风险水平。健康风险评估则发现儿童群体ILCR值(1.4×10?6)达成人(5.2×10?7)的2.7倍,存在潜在致癌风险阈值突破可能。

该研究为港口疏浚物的分级管理提供了关键数据支撑:对于PAHs污染较轻的沉积物(如湛江港样本),可直接用于填海造陆等工程;而高风险区域需结合稳定化技术(如水泥固化)降低环境迁移性。研究同时提示,在"双碳"背景下,推动船舶清洁能源替代和港口电气化改造,将从源头减少PAHs的持续输入。这一成果对完善中国海洋沉积物环境标准具有重要政策参考价值。

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