长江口及其邻近海域秋季悬浮体组成、分布及其影响因素研究

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海洋悬浮体对微量元素和有机质等的行为具有控制作用,是海、气、沉积物相互作用的纽带,是全球物质循环研究的重要环节。伴随着微量元素和有机质在悬浮体—海水之间的吸附和解吸附作用,以及其他复杂的物理化学反应,使得某些物质富集或分散,从而对环境和生态产生了很大影响。悬浮体的宏观分布、微观组成直接影响着环境和生态效应,结合不同海域悬浮体浓度的变化和悬浮体颗粒的类型变化,能够对水体中污染物质(重金属和有害有机质等)的“清除效应”进行深入的研究和探讨,从而为环境质量评价和生态风险评估提供科学依据。对悬浮体中主、微量元素的研究还可以探讨海洋学过程中的源汇效应,及各种元素的地球化学行为。这都表明对海洋悬浮体的研究具有重要的理论意义和突出的应用价值。本文选取中国典型河口及重要陆架海域—长江口、东海作为研究对象,依托国家自然科学基金项目(40976020,41030856)和国家重大基础研究发展计划项目(2010CB951202),搭载国家基金委公共航次,于2010年10月获取了长江口及其邻近海域的水体和沉积物样品。对水体样品进行了抽滤,获得悬浮体和洁净的海水样品,同时获得悬浮体的浓度值。对上述两种样品进行了主、微量元素含量的测定;对DH3断面的悬浮颗粒物进行了微观观察;另外,对该海域的CTD数据进行了处理,获得了盐度、温度、叶绿素、浊度等数据。结合上述实验结果和数据,我们对长江口及其邻近海域的悬浮体颗粒类型、地球化学组成、空间分布特征及其影响因素进行了深入的研究和探讨。此外,探讨了长江口悬浮体中的自生矿物相,并讨论了悬浮体的环境效应。主要结论如下:1.悬浮体和叶绿素分布特征的相关结论(1)长江口及其邻近海域的悬浮体浓度与浊度之间存在良好的线性关系,盐度对该线性关系没有明显影响。(2)长江口及其邻近海域悬浮体主要分布在123°E以西的海域,表现为近岸高,离岸低,表层低,底层高。其分布主要受到水团、长江输入量、上升流以及再悬浮作用的影响。(3)叶绿素在123°E往东的海域含量较高,近岸低,在123-124°E之间叶绿素含量最高。其分布主要受到水团、浮游植物种类和季节变化及营养盐的共同影响。(4)对比三峡大坝建成前后,悬浮体高值区的界限比以前往西移动了近半个经度,同季节的叶绿素含量比以前的平均值要低。2.悬浮颗粒物组成的相关结论(1)悬浮体颗粒物地球化学组成1)主量元素组成Mg、Fe与Al都具有很好的相关性。说明了它们以陆源输入为主的共同特征。Mg的含量变化还受到悬浮体浓度及类型、叶绿素(生物)含量、盐度等的影响;Ca与悬浮体类型和生物含量等有一定的相关性;Al、Fe主要受控于陆源颗粒物,2)微量元素组成由微量元素与主量元素的相关性分析可知,微量元素主要吸附在陆源的悬浮颗粒上。Cr、V、Co、Ni四种元素与Mn具有很好的相关性,而Mn与Al和Fe的含量存在很好的相关性,富含Fe、Mn的颗粒对重金属元素具有更好的吸附性。无论是主量元素还是微量元素,它们的空间分布都主要受控于水团的作用。(2)DH3断面的颗粒组成1)该断面中,沿着离岸方向颗粒物的平均粒径逐渐减小,表明水动力减弱,其携带能力变弱,较粗的颗粒在离岸近的海域絮凝沉淀。所有站位中的颗粒物绝大多数都小于10微米。2)不同类型的悬浮颗粒物在整个断面中的分布状况不同,单个矿物颗粒与单个生物颗粒呈反相关,单个有机质团块与絮凝颗粒呈正相关。近岸矿物颗粒和絮凝体以及有机含量都很高,生物颗粒在中间站位含量较高;另外,在DH3-6站位单体矿物颗粒含量也非常高,原因是该处的复杂的水动力环境和泥质底质。该断面悬浮颗粒物的分布和组成主要是受到了不同水团的作用,絮凝颗粒物还受到了有机质颗粒的影响。
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