双齿围沙蚕对近海石油污染沉积物修复潜力的研究

论文摘要

随着海上石油开采和航运的发展,海洋溢油事故频发,导致近海海洋石油污染大量输入。漂浮于海水中的油膜及搁浅于近岸沉积物中的残油,会因阻隔海水或沉积层界面的气体交换、粘附于生物体表等对海洋生物产生毒性效应。石油污染物进入海洋环境后发生一系列的物理化学反应,最终沉降汇入沉积层。底栖动物的生物扰动作用能改变沉积物结构,促进沉积物中污染物的迁移和释放,也会促进水-沉积层的物质交换,改变沉积物的氧化还原环境以及微生物群落结构和活力,进而促进沉积物中石油类污染物的降解。本文针对近海石油污染沉积物的修复问题,研究了原油对双齿围沙蚕（Perinereis aibuhitensis）的毒性效应以及沙蚕生物扰动作用对沉积物中石油烃迁移、释放和降解的影响,综合评价双齿围沙蚕对近海石油污染沉积物的修复潜力。研究结果表明,双齿围沙蚕对近海石油污染沉积物具有较强的的修复潜力,但在高污染情况下,应充分考虑石油烃的释放和在沙蚕体内的富集生态风险,主要体现在以下四个方面:双齿围沙蚕对沉积物中原油具有较强的耐受性。暴露30 d的半致死浓度（LC50）为60.62 g/kg干重。沉积物中原油暴露导致双齿围沙蚕产生脂质过氧化,诱导沙蚕体内CAT、SOD和GST的活性,而过高的原油暴露会抑制GST的活性。沉积物中总石油烃浓度在13.26 g/kg干重以下则不影响沙蚕的生命活动和酶系统平衡。沙蚕生物扰动作用显著促进了沉积物颗粒的再悬浮以及沉积物中石油烃的释放。沙蚕扰动组上覆水中总石油烃的含量为对照组的2.56～7.09倍,氘代菲的含量为对照组的2.23～2.43倍。而高污染背景下,沙蚕生物扰动作用沉积物中石油烃释放到上覆水存在一定的生态风险。沙蚕生物扰动作用显著提高了沉积物的氧含量水平,显著增加了沉积物的氧化还原电位,降低了沉积物中酸可挥发性硫化物（AVS）和总有机碳（TOC）的含量。沙蚕扰动组烷烃组分的去除率为31.94%～48.63%,芳烃组分的去除率为25.49%～36.34%,总石油烃的去除率最高可达50.13%,且去除率随深度增加而降低,可能是表层的氧含量较高,有利于微生物对石油烃的好氧降解。沙蚕生物扰动作用促进了沉积物中的烷烃向表层迁移,而促进烷烃的降解;促进芳烃向深层迁移,而增强芳烃的深层埋藏和持久性。烷烃和芳烃组分均能被沙蚕吸收,而芳烃更易在沙蚕体内蓄积。在高污染背景下,沙蚕对石油类污染物的富集作用较强,是不容忽视的。

论文目录

摘要

abstract

1 前言

1.1 海洋石油污染

1.1.1 海洋石油污染现状

1.1.2 石油污染在海洋环境中的分布与归趋

1.1.3 海洋石油污染的生物毒性效应

1.1.4 海洋石油污染修复

1.2 生物扰动的生态功能

1.2.1 生物扰动对沉积物理化性质的影响

1.2.2 生物扰动对污染物释放的影响

1.2.3 生物扰动对石油类污染物降解的影响

1.3 双齿围沙蚕的生态功能

1.3.1 双齿围沙蚕概述

1.3.2 双齿围沙蚕的生物扰动行为

1.4 论文研究内容及研究意义

1.4.1 研究内容

1.4.2 研究意义

2 原油对双齿围沙蚕的毒性效应

2.1 实验材料

2.1.1 实验试剂

2.1.2 仪器与设备

2.2 实验方法

2.2.1 实验溶液的制备

2.2.2 沉积物的采集与染毒

2.2.3 实验动物

2.2.4 海水中原油暴露实验

2.2.5 沉积物中原油暴露实验

2.2.6 沙蚕体内抗氧化酶活性的测定

2.2.7 沉积物中总石油烃的测定

2.2.8 数据处理

2.3 结果与讨论

2.3.1 海水中原油对沙蚕的毒性效应

2.3.2 海水中原油对沙蚕抗氧化酶活性的影响

2.3.3 沉积物中原油对沙蚕的毒性效应

2.3.4 沉积物中原油对沙蚕抗氧化酶活性的影响

2.4 小结

3 沙蚕生物扰动对沉积物中石油烃环境行为的影响

3.1 实验材料

3.1.1 实验试剂

3.1.2 仪器与设备

3.2 实验方法

3.2.1 沉积物采集与染毒

3.2.2 实验动物

3.2.3 微宇宙实验系统的建立

3.2.4 上覆水中理化指标的测定

3.2.5 沉积物理化性质的测定

3.2.6 石油烃的测定

3.2.7 仪器分析

3.2.8 数据处理

3.3 结果与讨论

3.3.1 沙蚕的生存状况及扰动行为

3.3.2 上覆水理化性质的变化

3.3.3 沉积物理化性质的变化

3.3.4 上覆水中的石油烃含量

3.3.5 石油烃在沉积物中的含量与分布

3.3.6 沉积物中石油烃的去除

3.3.7 沙蚕体内石油烃的含量

3.4 小结

4 结论

4.1 全文总结

4.2 论文创新点

4.3 论文不足之处

5 展望

6 参考文献

7 论文发表情况

8 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李井懿

导师: 田胜艳

关键词: 双齿围沙蚕,石油污染,近海沉积物,毒性效应,生物修复

来源: 天津科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 海洋学,环境科学与资源利用

单位: 天津科技大学

基金: 国家自然科学基金项目,天津市自然科学基金项目

分类号: X55

DOI: 10.27359/d.cnki.gtqgu.2019.000265

总页数: 77

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双齿围沙蚕对近海石油污染沉积物修复潜力的研究

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