Abstract The Tōhoku earthquake and tsunami that struck on 11 March 2011 caused 22 fuel tanks around Kesennuma Bay in northern Japan to collapse. A sediment-contact-type fluorescence spectroscopy system was developed to observe the coastal distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) deposited on the seafloor. A fluorescence maximum value of a sediment sample collected at Kesennuma Bay was considered as a “signal” whereas the ultraviolet reflectance was considered as a “noise”. The fluorescence of the deposited PAHs was extracted through spectral subtraction. A sediment sample containing PAHs showed a broad maximum at a wavelength of 550 nm, which was attributed to the PAHs having a large number of benzene rings. In addition, the optimal probe angle that maximizes the signal-to-noise ratio was found to be 15°. The correlation between the PAH concentration and the fluorescence intensity was examined, and a formula for estimating the PAH concentration from the fluorescence intensity was obtained. With the developed method, the coastal distribution of PAHs deposited in Kesennuma Bay was observed in December 2015. The estimated PAH concentration (400–17,500 μg/kg) was mostly on the order of 100–1,000 μg/kg and locally exceeded 10,000 μg/kg. With the developed instrument, it was possible to map the continuous distribution of PAHs on the seafloor over several hundred meters. Local fluctuations (on a scale of a few meters) in the concentration of PAHs were observed. The instrument and data processing techniques allowed for the high-resolution, quick and simple observation of PAHs in sediments.

中文翻译：

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用于检测沉积多环芳烃的拖曳荧光光谱系统的研制

摘要 2011 年 3 月 11 日发生的东北地震和海啸导致日本北部气仙沼湾周围的 22 个油箱倒塌。开发了沉积物接触型荧光光谱系统来观察沉积在海底的多环芳烃 (PAHs) 的沿海分布。在气仙沼湾采集的沉积物样品的荧光最大值被认为是“信号”，而紫外线反射率被认为是“噪音”。通过光谱减法提取沉积的多环芳烃的荧光。含有 PAHs 的沉积物样品在 550 nm 的波长处显示出较宽的最大值，这归因于 PAHs 具有大量苯环。此外，发现使信噪比最大化的最佳探头角度为 15°。考察了多环芳烃浓度与荧光强度之间的相关性，得到了根据荧光强度估计多环芳烃浓度的公式。使用开发的方法，2015 年 12 月观测到气仙沼湾沉积的多环芳烃的沿海分布。估计的多环芳烃浓度（400-17,500 μg/kg）大多在 100-1,000 μg/kg 的数量级，局部超过 10,000 μg/公斤。使用开发的仪器，可以绘制海底数百米多环芳烃的连续分布图。观察到多环芳烃浓度的局部波动（在几米的范围内）。仪器和数据处理技术允许对沉积物中多环芳烃进行高分辨率、快速和简单的观察。并得到了根据荧光强度估计多环芳烃浓度的公式。使用开发的方法，2015 年 12 月观测到气仙沼湾沉积的多环芳烃的沿海分布。估计的多环芳烃浓度（400-17,500 μg/kg）大多在 100-1,000 μg/kg 的数量级，局部超过 10,000 μg/公斤。使用开发的仪器，可以绘制海底数百米多环芳烃的连续分布图。观察到多环芳烃浓度的局部波动（在几米的范围内）。仪器和数据处理技术允许对沉积物中多环芳烃进行高分辨率、快速和简单的观察。并得到了根据荧光强度估计多环芳烃浓度的公式。使用开发的方法，2015 年 12 月观测到气仙沼湾沉积的多环芳烃的沿海分布。估计的多环芳烃浓度（400-17,500 μg/kg）大多在 100-1,000 μg/kg 的数量级，局部超过 10,000 μg/公斤。使用开发的仪器，可以绘制海底数百米多环芳烃的连续分布图。观察到多环芳烃浓度的局部波动（在几米的范围内）。仪器和数据处理技术允许对沉积物中多环芳烃进行高分辨率、快速和简单的观察。2015 年 12 月观察到沉积在气仙沼湾的 PAH 的沿海分布。估计的 PAH 浓度（400-17,500 μg/kg）大多在 100-1,000 μg/kg 的数量级，局部超过 10,000 μg/kg。使用开发的仪器，可以绘制海底数百米多环芳烃的连续分布图。观察到多环芳烃浓度的局部波动（在几米的范围内）。仪器和数据处理技术允许对沉积物中多环芳烃进行高分辨率、快速和简单的观察。2015 年 12 月观察到沉积在气仙沼湾的 PAH 的沿海分布。估计的 PAH 浓度（400-17,500 μg/kg）大多在 100-1,000 μg/kg 的数量级，局部超过 10,000 μg/kg。使用开发的仪器，可以绘制海底数百米多环芳烃的连续分布图。观察到多环芳烃浓度的局部波动（在几米的范围内）。仪器和数据处理技术允许对沉积物中多环芳烃进行高分辨率、快速和简单的观察。可以绘制海底数百米多环芳烃的连续分布图。观察到多环芳烃浓度的局部波动（在几米的范围内）。仪器和数据处理技术允许对沉积物中多环芳烃进行高分辨率、快速和简单的观察。可以绘制海底数百米多环芳烃的连续分布图。观察到多环芳烃浓度的局部波动（在几米的范围内）。仪器和数据处理技术允许对沉积物中多环芳烃进行高分辨率、快速和简单的观察。