養(yǎng)殖區(qū)底質(zhì)中甲烷的排放及其影響因素的研究.pdf

1、灘涂養(yǎng)殖區(qū)域尤其老化區(qū)域的沉積物經(jīng)過礦化最終會產(chǎn)生CH4等，污染底質(zhì)和水質(zhì)，影響生物的生長，并向大氣中釋放甲烷等溫室氣體。因此，研究灘涂養(yǎng)殖區(qū)底質(zhì)中甲烷的釋放與分布規(guī)律可以為準(zhǔn)確估算全球范圍內(nèi)甲烷的海-氣交換通量以及了解海水養(yǎng)殖環(huán)境的惡化和有機(jī)質(zhì)的礦化程度提供理論依據(jù)。 為此，本文采用自行設(shè)計的一套簡便易行的超聲-靜態(tài)頂空氣相色譜法，分析養(yǎng)殖海水和沉積物間隙水中甲烷的含量。選擇乳山灣養(yǎng)殖區(qū)為研究海域，調(diào)查了不同養(yǎng)殖密度區(qū)、不同垂

2、直面上CH4的分布；探討了不同沉積物剖面上甲烷的濃度與有機(jī)質(zhì)、硫化物的關(guān)系；研究了該養(yǎng)殖區(qū)甲烷的釋放情況。以菲律賓蛤仔為研究對象，研究了相關(guān)因子對甲烷釋放的影響。得到的結(jié)論如下： 1.本文設(shè)計的超聲-靜態(tài)頂空氣相色譜法設(shè)備簡單、操作便捷、分析速度快。其檢測限為3.42 nmol/L，重現(xiàn)性為5.78％，可以滿足測定養(yǎng)殖海水和沉積物間隙水中甲烷的要求。 2.對乳山灣養(yǎng)殖區(qū)進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，乳山灣灘涂養(yǎng)殖區(qū)域海水中溶存甲烷的平均

3、濃度為59.9±7.75 nmol/L，不同養(yǎng)殖密度區(qū)海水中的甲烷含量無明顯差異。沉積物間隙水中甲烷的濃度隨深度的增加而降低，剖面上高濃度中心位于0～5 cm。不同養(yǎng)殖密度區(qū)同一剖面上的甲烷含量之間的差異隨沉積物深度的增加，逐漸減小。表層0～10 cm間隙水中溶存的甲烷量：中密度區(qū)>低密度區(qū)、高密度區(qū)，沉積物深度大于10 cm時，各密度組間甲烷的含量趨于均一；非養(yǎng)殖(老化)區(qū)甲烷的含量在沉積物深度小于5 cm時高于養(yǎng)殖區(qū)，大于5 cm時

4、與其無明顯差異。不同剖面沉積物間隙水中甲烷的濃度與有機(jī)質(zhì)的垂直分布呈顯著正相關(guān)，與硫化物的垂直分布呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。 3.相關(guān)因素對釋放甲烷的影響實驗表明： a 不同養(yǎng)殖密度組間進(jìn)行比較，每天甲烷的濃度基本表現(xiàn)為高密度組>中密度組>低密度組≥對照組，尤其高密度組與其他組之間有極顯著差異(P<0.01)；另外，隨養(yǎng)殖時間的推移，高、中、低密度組的甲烷釋放量有逐漸增加的趨勢。 b.乳山灣養(yǎng)殖區(qū)的底泥釋放甲烷的最適pH

5、值為7.83左右。室內(nèi)模擬實驗中，pH=7.78時，甲烷釋放量最大，在pH=7.66～7.8l之間，甲烷的濃度要高于其他pH條件下甲烷的濃度，且在此pH范圍內(nèi)，pH的變化對甲烷釋放的影響更顯著。 c.在外加硫化物濃度為0～320mgS/Kg的范圍內(nèi)，隨著硫化物加入量的增加，甲烷的釋放量和釋放速率先減后增且在加入量為160mgS/kg時達(dá)最低；甲烷的釋放量與底質(zhì)中AVS呈負(fù)相關(guān)關(guān)系：分別用硫化鈉和硫化亞鐵做外源硫化物時，兩個系統(tǒng)中

6、甲烷的釋放速率表現(xiàn)為：FeS底泥>海水；菲律賓蛤仔排泄物釋放甲烷主要在第7～14天，其周期為14天。 4.乳山灣養(yǎng)殖區(qū)的沉積物釋放甲烷的現(xiàn)場模擬實驗表明，不同養(yǎng)殖密度區(qū)沉積物的甲烷釋放量：高密度區(qū)>中密度區(qū)、低密度區(qū)，非養(yǎng)殖(老化)區(qū)>養(yǎng)殖區(qū)。釋放速率：高密度區(qū)>中密度區(qū)>低密度區(qū)。 5.養(yǎng)殖區(qū)甲烷的排放和分布與其他海域有一定差異，影響其釋放的因素