莱州湾海域表层水饱和烃研究
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摘要：通过对莱州湾海域样品的数据分析，阐述了莱州湾海域饱和烃的组成、分布及来源。结果表明莱州湾的正构烷烃的主要源自高等植物，甾萜类化合物主要源自原油污染。
关键词：莱州湾正构烷烃 甾萜类化合物
中图分类号：O611 文献标识码：A 文章编号：
烷烃是自然界广泛分布的一类有机化合物，主要由正构烷烃、类异戊二烯烃、环烷烃、支链烷烃、萜烷和甾烷等构成。自然界中生长的物质（如高等植物、海藻等）及其活动产物、化石燃料（如煤、石油、油页岩等）及其不完全燃烧产物（如机动车废气、燃煤烟尘等）都是烷烃的重要来源。
藿烷和甾烷类化合物是普遍存在于各种地质体和现代生物中的化合物，也是近代沉积物中较为普遍的一类分子标志化合物。它们具有源特定性和分子稳定性，其分子骨架与母体前身物具有相似的化学结构。藿烷类和甾烷类分子标志化合物被广泛用来鉴别石油残余物的化石成因和地质来源（王连生等，1988；朱利中等，1997）。
一、正构烷烃的组成、分布及来源
图1是莱州湾海域表层海水中正构烷烃的相对浓度分布图。从图1可以看出，莱州湾海域表层海水溶解态样品和颗粒态样品中正构烷烃的碳数范围为nC15-nC33（部分为nC15-nC35）。正构烷烃碳数分布呈单峰态、双峰态或三峰态。单峰态有前峰型，主峰碳为nC20，低碳数部分无奇偶优势，高碳数部分具有一定的奇偶优势，CPI1（碳优势指数）为0.91（图1：LP-3），单峰态后峰型主峰碳为nC25，高碳数部分有的呈较明显的奇偶优势，CPI1为0.91-1.04（图1：LP-1、H1D-2）。双峰态为前主峰型（图2：LD-1 、LD-3），前主峰碳为nC20，后主峰碳为nC25，低碳数（前主峰）无奇偶优势，CPI1为0.91-1.00，高碳数（后主峰）奇偶优势不明显， CPI2为1.06-1.17。三峰态的主峰碳分别是nC20、nC25、nC29，后峰是主峰，低碳数部分无奇偶优势，CPI1为0.99，高碳数部分奇偶优势明显，CPI2为1.43（见图1：LP-2）。六个样品植物腊的贡献（％Wax;Simoneit,1989）差别较大，颗粒态样品的数值（9.21-12.80％）明显大于溶解态样品（0.95-3.43％）。
从图1可以看出，同一站点颗粒态与溶解态样品相比差异最为明显之处是其nC25以上碳数正构烷烃的相对丰度大为升高，而且奇偶优势也更为明显，特别表现在nC29 和nC31上。这说明颗粒态有机质中正构烷烃较溶解态中的正构烷烃具有更强的陆源高等植物的贡献，这可能和高等植物大多以颗粒态方式输入有关，比如地表径流携带陆源颗粒物及大气颗粒物沉降等等，还可能是因为陆源高等植物来源的正构烷烃易被颗粒物所吸附。
莱州湾样品中正构烷烃轻重比相对都较小，表明矿物油及其不完全燃烧产物的贡献较小，而高等植物的贡献相对较大，这与黄河泥沙携带大量的陆源物质，特别是高等植物有机质相关。
图1 莱州湾海域表层海水溶解态及颗粒态有机质中正构烷烃碳数分布图
LD、LP分别表示莱州湾站点溶解态和颗粒态样品；1、2、3分别表示站位编号
2、类异戊二烯烃组成及分布特征
莱州湾样品中均检测到了2,6,10-三甲基十三烷、2,6,10三甲基十五烷、姥姣烷、植烷和2,6,10,14-四甲基十七烷等，且样品中姥姣烷含量远小于植烷。Pr/Ph分布范围为 0.13-0.35，均值为0.24。Pr和Ph的检出，与化石燃料的应用有关（Simoneit等，1984）。与正构烷烃相比，Pr、ph含量均较高，Pr /nC17为0.47-0.90，Ph /nC18为0.88-1.85。样品中的Pr /nC17和Ph /nC18高于原油和柴油（Pr /nC17为0.30-0.43，Ph /nC18为0.33-0.48;张枝焕，2003）。Pr /nC17、Ph /nC18偏高可能与微生物降解作用有关（彼得斯等，1995）。
3、甾萜类化合物组成及分布特征
莱州湾样品中检测到的甾烷化合物主要包括规则甾烷、重排甾烷、孕甾烷和升孕甾烷系列化合物，其中以规则甾烷为主。规则甾烷大部分呈“V”字型分布，即C27 >C28
样品中还检测到三环萜烷与五环三萜烷化合物。C20-C29 三环萜烷被检出，其中C23三环萜烷含量最高。三环萜烷相对含量在溶解态样品中明显增加，说明三环萜烷更易富集在溶解态中。五环三萜烷中Ts、C29Ts含量不高，Ts/（Ts+Tm）分别为0.49-0.56，均值为0.52。伽玛蜡烷/ C29藿烷为0.16-0.22，均值为0.19。C31藿烷22S/(22S+22R)均已达到平衡终点，分布范围为0.56-0.62，平均值为0.59。表明莱州湾样品中萜类化合物主要来源于矿物油及其衍生物，且主要来自于陆相原油（Fu等，1990）。
莱州湾样品之间的五环三萜烷的指纹分布（图2）具有明显的相似性，表明其来源一致。
图2莱州湾样品之间的五环三萜烷的指纹分布图
1. C27Ts; 2. C27Tm; 3. C29–30–降藿烷; 4. C29(Ts); 5. C3018(H)–重排藿烷; 6. C29降莫烷; 7. C30藿烷; 8. C30莫烷; 9.13.15为22S-升藿烷; 10.14.16为22R-升藿烷; 11. 伽玛蜡烷; 12. 升莫烷