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，属热带和亚热带气候，属于天然半封闭海域。以往对北部湾中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。同时，近十多年来，北部湾经济区发展迅速，加上能源结构转型过程，其PAHs浓度和来源需要重新认识。作为一个人类活动不断、自然环境复杂、渔业资源丰富的半封闭海湾，厘清物理-生物化学耦合过程对PAHs分布的影响以及评估PAHs的生态风险尤为重要。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PAHs受物理和生物化学的影响过程。

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。1) 在表层海水中，∑₈PAHs在粤西海域中浓度最高，其次是北部湾和琼州海峡，北部湾北部PAHs显著高于南部。2) 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。3) 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。4) 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。5) 具体而言，在表层海水中，RDA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。6) 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。7) 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。应继续监测并探索环境管理和保护的新策略。

        本研究从定性角度强调了海湾环境中PAHs的物理和生化过程驱动因素。未来的研究应侧重于定量分析，如将测量结果与机器学习方法相结合，以全面阐明影响PAHs分布的潜在机制。

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，香港城市大学刘萌阳博士后、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、课题组博士生叶坚栋、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