韩国东海岸浦项迎日湾与虎坡区域沉积物中传统与新兴多环芳烃的污染趋势及生态风险研究

本研究系统解析韩国东海岸迎日湾与虎坡区域沉积物中传统（t-PAHs）与新兴多环芳烃（e-PAHs）的时空分布特征，通过正矩阵因子分解（PMF）模型揭示工业排放（钢铁生产、燃煤）与交通源为主导污染来源，结合风险商值（HQ）评估发现苯并[g,h,i]苝（BghiP）和茚并[1,2,3-cd]芘（IcdP）是生态风险主要贡献因子，为海岸带污染物管控提供科学依据。

　　

Highlight

【样品采集与制备】

2014年和2017年，我们搭乘韩国地质资源研究院的Tamhae-II号科考船，采集了东海迎日湾（17个点位）、虎坡盆地（20个点位）和虎坡滩（6个点位）的表层与柱状沉积物样本（图1a、b）。具体采样点信息详见 Supplementary Materials 中的表S1和S2。表层和柱状沉积物的采样方法此前已发表（Joe et al., 2022），简要来说：表层沉积物使用抓斗式采泥器获取，柱状沉积物则通过重力取样器采集，样品立即冷冻保存并于实验室冷冻干燥，研磨过筛后用于后续分析。

【沉积物与有机质特性】

我们对迎日湾、虎坡盆地和虎坡滩沉积物的碳氮稳定同位素比率、平均粒度、总有机碳（TOC）、总氮（TN）和碳氮比（C/N）进行了分析（表S1）。δ¹³C和δ¹⁵N值在三个区域呈现空间差异性（图1c）：迎日湾和虎坡盆地的数值范围较宽，表明陆源与海源有机质的混合输入；而虎坡滩则显示出最典型的海洋源性δ¹³C和δ¹⁵N特征（Wu et al., 2007）。迎日湾沉积物以粉砂为主，TOC和TN含量最高，可能与工业区输入的细颗粒污染物有关；虎坡盆地和虎坡滩的沉积物更偏砂质，有机质含量较低，反映出开放海域的水动力筛选作用。

Conclusions

本研究揭示了韩国东海沉积物中多环芳烃（PAHs）的时空分布、来源解析及生态风险。迎日湾与虎坡区域在工业化程度和水动力条件上的差异，生动展示了局部因素如何塑造海岸带PAH污染格局。区域特异的PAH分布模式受到沉积物特性、污染源距离及局部热点共同影响，印证了复杂人为活动与自然过程的交互作用。正矩阵因子分解（PMF）模型精准识别出工业排放（钢铁生产、燃煤）和交通源为核心污染来源，而风险商值（HQ）分析则突显苯并[g,h,i]苝（BghiP）和茚并[1,2,3-cd]芘（IcdP）的关键生态风险贡献。柱状沉积物记录显示，PAHs自前工业时代持续存在，部分核心点位呈现长期残留或近期上升趋势。本研究为理解PAHs的环境行为与长期归趋提供了重要见解，也为海岸带环境监测与管理策略制定了科学基准。