近年來，全球變暖對湖泊沉積物中典型有機污染物的生產力和內部循環的影響對水生生態系統具有重要意義。此外，脂類生物標志物(烷烴、甾醇、脂肪酸等)是一種有機分子，可以作為特定來源生物的標志物，包括藻類、細菌和高等植物。
中國科學院廣州地球化學研究所有機地球化學國家重點實驗室、深地科學卓越創新中心博士萬難難和冉勇研究員等人，探討了中國東部湖泊水體有機質和全球變暖對多環芳烴積累的影響，研究成果發表在近期的Journal of Geophysical Research: Biogeochemistry上。該研究利用湖泊沉積物中的有機地球化學指標，闡述了全球變暖和人類活動對湖泊生產力和多環芳烴沉積的影響。主要測定了總有機碳、藻類有機質指標(S2和氫指數)、總磷和總氮等營養物質等地球化學指標。分析了硅藻和細菌的沉積記錄，探討了硅藻和細菌與多環芳烴的相互作用。
研究結果表明，硅藻對多環芳烴(尤其是HMW-PAHs)具有生物積累作用，細菌是湖泊次生生產力的主要貢獻者。此外，湖附近氣象站記錄的徐州和蚌埠的大氣溫度變化表明，過去70年，年均大氣溫度上升了近2℃，表明該地區出現了變暖現象。接下來，分析了影響湖泊藻類生長的3個因素:溫度、總氮和總磷，并將它們與多環芳烴含量和藻類和細菌生物標志物含量進行了相關性分析。結果表明，氣候變暖導致的浮游生物生產力的增加促進了湖泊沉積物中HMW-PAHs的積累。
該研究受到國家自然科學基金與廣東省重點聯合基金項目（U1701244）、廣東省科技支撐計劃項目(2017B030314057, 2019B121205006) 和國家重點實驗室專項基金項目(SKLOG2015A01)的資助。
論文信息：Nannan Wan（萬難難）, Ruping Zhang（張汝頻）, Xianglan Kong（孔祥蘭）, Yu Yang（楊余）, Yong Ran（冉勇）*. Effect of Aquatic Organic Matter and Global Warming on Accumulation of PAHs in Lakes, East China. Journal of Geophysical Research-Biogeoscience, 2022, DOI: 10.1029/2022JG007167
圖1. 采樣點和氣象站點位置圖
圖2. 駱馬湖和洪澤湖沉積物中δ13C與C/N比值散點圖、浮游生物有機質記錄及不同來源有機質的貢獻比例。
圖3. 洪澤湖沉積物中浮游生物來源有機碳與溫度(a)和HMW-PAHs (b)的線性相關分析結果。
圖4 駱馬湖和洪澤湖中PAHs、生物標志物、有機質參數、養分和Tfit的主成分分析載荷圖和因子得分圖。
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