2024年10月17日，课题组博士生史敬文在Ecotoxicology and Environmental Safety上发表成果——南海北部湾及邻近海域的溶解PAHs：物理和生物化学过程驱动的分布变化。该研究旨在结合水文、气象和生化等因素，探讨南海北部湾及邻近海域溶解PAHs受物理和生化过程影响的空间分布和垂直剖面特征。

研究背景

        多环芳烃（PAHs）是典型的含有两个或两个以上苯环的半挥发性有机化合物（SVOCs）。海洋通常被认为是PAHs的储存库，它可以通过大气和水团进行远距离传输，其分布还受到生物降解和生物泵等其他生物地球化学循环的调控。此外，海洋物理过程，如上升流和涡旋，亦影响PAHs的水平和垂直分布模式。

        北部湾位于中国南海西北部，属于天然的半封闭海湾。以往对北部湾PAHs的研究都集中在养殖池塘、河口、海岸和岛屿。仅在2009-2011年，在北部湾开阔海域开展过PAHs研究，且仅侧重于表层海水。总的来说，之前的研究侧重于特定的地理区域，但对于物理和生物化学过程如何影响PAHs在整个北部湾的分布还缺乏全面的了解。因此，该研究旨在通过调查北部湾及其邻近海域中PAHs的分布、来源和风险，以全面了解半封闭海湾中溶解PAHs分布变化的物理和生物化学调控机制。

图1 封闭海湾中溶解PAHs分布变化的物理和生物化学调控机制

研究结果

        该研究调查了2023年夏季北部湾及邻近海域溶解PAHs的空间分布和垂直剖面。结果表明，大气压、盐度、铵盐、叶绿素a，以及河流输入、洋流和上升流是PAHs分布的主要驱动因素。在表层海水中，粤西海域中PAHs浓度最高，其次是北部湾和琼州海峡，北部湾北部PAHs显著高于南部。在水柱中，北部湾PAHs在表层和底层富集，在中间层衰减。而琼州海峡和粤西海域PAHs则表现为表层富集，随深度增加而减少。粤西海域和琼州海峡中的PAHs主要来自石油，而北部湾中的PAHs主要来自燃煤。

图2 北部湾及邻近海域PAHs的分布特征（A）、来源解析（B）与垂直剖面（C）

        河流输入叠加环流、沿岸流和琼州海峡的西向流是北部湾北部表层PAHs分布的主要驱动因素。而北部湾南部则受到越南沿岸流和南海水入侵的影响。同时，涡旋也影响表层PAHs的分布。具体而言，在表层海水中，冗余分析结果表明大气压的变化可能会影响PAHs的海气交换，特别是与4环PAHs的正相互作用。盐度因子表明了河流输入对3环PAHs的贡献，以及生物泵（铵盐和叶绿素-a）对PAHs的调节作用。在水柱中，上升流引起的生物降解和再悬浮过程影响PAHs的垂直分布。炼焦产生的芴对生态环境构成中度风险，并强调能源结构转化带来的新环境问题，建议继续监测并探索环境管理和保护的新策略。

图3 表层海水中的PAHs，以及涡旋和环境因素对其分布的影响（A）；N1-N4-N7断面等密度线和PAHs垂直剖面（B）；海水中PAHs的生态风险（C）

研究团队及资助

        该论文第一作者为厦门大学海洋与地球学院博士生史敬文，通讯作者为蔡明刚教授，香港城市大学助理研究员刘萌阳、广东海洋大学陈法锦教授、厦门理工学院林嫣副教授、厦门大学柯宏伟副教授教授、博士生叶坚栋、硕士生陈旭珂为论文合作作者。该研究获得国家自然科学基金项目（4266224，U2005207)、福建省自然科学基金（2020J01412103，2014J06014）、海南省科技专项基金（ZDYF2022SHFZ317）共同资助。

        论文来源

        Shi J., Liu M., Ye J., Chen F., Chen X., Lin Y., Ke H., Cai M.*., 2024. Dissolved PAHs in the Beibu Gulf and adjacent waters of the South China Sea: Physical and biochemical processes-driven distributional variations. Ecotoxicology and Environmental Safety. 286: 117208.

        论文链接

        https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2024.117208

文字作者：史敬文

编辑/审核：史敬文