长江口低氧区沉积物-海水界面氧化还原敏感元素的响应机制研究

论文摘要

长江口地区作为我国重要经济发展地区,其海洋环境问题一直受到各方关注,其夏季口门外底层水体中形成的低氧区也是关注热点之一。水体中的低氧现象会对水体环境和生物生存产生负面影响,由其引发的沉积物-海水界面的一系列生物地球化学过程,更值得深入研究。本论文针对长江口及其邻近海域沉积物-海水界面的几种氧化还原敏感元素（Mo、U、V）进行了研究,较为细致的讨论了影响其分布的主控因素和其指示意义,计算了其沉积物扩散通量和自生累积埋藏通量。本研究为理解长江口海域低氧区沉积物-海水界面氧化还原敏感元素的早期成岩过程及其地球化学循环过程提供了科学依据。通过研究得出如下结论:（1）长江口及其邻近海域的海水中溶解态痕量金属元素（Cu、Zn、Ni、Co、Cd）的浓度与盐度具有较强的相关性。其溶解态金属来源与河流输入有关,但河口地区几种痕量元素因存在不同的生物地球化学过程而表现出不同的行为方式。其中溶解态Co随盐度增高表现为被海水逐渐稀释的保守行为,而Cu、Zn、Ni、Cd、Pb表现为非保守行为。（2）根据两个季节（夏、冬季）及不同年份（2017、2018年）孔隙水中溶解态Fe、Mn、Mo、U、V垂向剖面分布的结果解析了采样站点沉积物-海水界面的氧化还原环境,其还原环境不断增强的顺序应为:2018年冬季A14<2017年夏季A15<2017年夏季A13<2018年夏季A14<2018年夏季A15。具有夏季比冬季还原性强、2018年夏季比2017年夏季还原性强、位置距离低氧频发地区越近还原性越强的特点。（3）根据两个季节（夏、冬季）及不同年份（2017、2018年）沉积物中氧化还原敏感元素（Mn、Mo、U、V）和S的垂向剖面分布结果以及相对背景值的富集程度解析了采样站点氧化还原敏感元素对低氧区的响应。各站位沉积物还原环境不断增强的顺序应为:B3<A13<A14<A15。具有位置距离低氧频发区越近沉积环境还原性越强的特点。（4）根据两个季节（夏、冬季）沉积物-海水界面扩散通量结果,以及根据两个区域（低氧、非低氧区）沉积物自生累积通量结果解析了长江口季节性低氧区沉积物-海水界面的物质交换。夏季Mn通过界面向上层水体扩散通量大于冬季Mn在界面处的扩散通量,同时夏季Mo在界面处的扩散通量小于冬季,与低氧区沉积物-海水界面还原性较强相符合。低氧区的Mo和V表现为向下埋藏,且通量较大,非低氧区Mo和V表现为向上扩散进入水体,且通量较小。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 任艺君

导师: 刘季花,李力

关键词: 长江口,低氧区,氧化还原敏感元素,沉积物海水界面,痕量金属

来源: 自然资源部第一海洋研究所

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 海洋学,地质学

单位: 自然资源部第一海洋研究所

基金: 国家自然科学基金资助项目(41776095)

分类号: P736.21

总页数: 70

文件大小: 3639K

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