從流域到河口鉬從水體到沉積物的遷移富集過程研究.pdf

1、鉬(Mo)在現(xiàn)代海洋中含量較高(105nM)且相對保守，然而河流中Mo含量變化大，變化范圍可以由小于1nM到幾百nM，前人工作表明影響流域中Mo的因素是多樣性的如富粘土及硫礦的河床、農(nóng)業(yè)及工業(yè)、礦山排水等，在這些因素中是如何影響流域Mo的分布尚未清晰。Mo由流域向海洋輸送的過程中，在河口區(qū)通常認(rèn)為是保守的，但近些年發(fā)現(xiàn)其分布并不完全保守，那么Mo在遷移過程中是否存在水體向沉積物的富集。前人研究沉積物中Mo的富集機制提出多種看法，而未達成

2、一致如:氧化環(huán)境下，錳氧化物吸附Mo，還原環(huán)境下Mo與硫化物結(jié)合或被有機物吸附進行富集(Adelson et al.，2001);也有學(xué)者認(rèn)為Mo的富集過程中存在價態(tài)變化，與硫化物有機物結(jié)合(Vorlicek et al.，2004;Wang et al.，2011);也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)氧化性水體與缺氧水體交換可加速水體中Mo向沉積物的富集(Florian etal.，2013)。
　　本文以流域到河口鉬從水體到沉積物的遷移富集過程為研

3、究內(nèi)容，選取了九龍江流域及珠江流域為研究區(qū)域，探討了Mo在流域中分布規(guī)律及影響因素;同時研究了九龍江河口、珠江河口溶解態(tài)、沉積物間隙水中Mo的分布規(guī)律，探討了不同環(huán)境下（氧化環(huán)境、缺氧環(huán)境、紅樹林區(qū)域）沉積物中Mo的富集情況。研究這些過程有助于我們認(rèn)清現(xiàn)代海洋鉬生物地球化學(xué)循環(huán)，并且為古海洋Mo的研究提供依據(jù)。
　　主要結(jié)果如下:
　　九龍江流域Mo的含量整體較高(北溪上游37±38nM，北溪中下游21±14nM，西溪17±

4、8.4nM，匯合區(qū)20±3.5nM)，尤其是北溪上游，遠高于世界河流平均值(8nM)，Mo的含量與分布特征受到礦業(yè)的影響，在水庫區(qū)Mo的分布存在時間差異，高生物量區(qū)，Mo還可被生物吸收而降低。珠江流域(西江4.5±1.7 nM，北江13.7±5.7nM，東江5.2±0.1 nM)含量與世界河流平均值(8 nM)相當(dāng)，北江含量較東江、西江高，主要受到北江的礦業(yè)及工業(yè)影響。
　　河口區(qū)溶解態(tài)Mo基本保守，九龍江河口2月份有稍微偏離保守

5、線及珠江口夏季底層有去除現(xiàn)象。在沉積物中Mo存在富集尤其是九龍江紅樹林區(qū)及珠江口上游缺氧區(qū)(Mo的富集因子:紅樹林為1-5;缺氧區(qū)為～1)。九龍江紅樹林區(qū)高TOC，Mn及其環(huán)境通常為還原環(huán)境，這些都可為影響Mo富集的因素;珠江口上游缺氧區(qū)Mo可與硫化物結(jié)合而富集在沉積物中，還發(fā)現(xiàn)水體中存在還原態(tài)Mo(V)(0.2-1.2 nM)，即水體中Mo還可以還原態(tài)向沉積物富集;珠江口上游生物量高（高Chl-a:20μg/L、高浮游植物量、高細(xì)菌量

6、）區(qū)，部分Mo可能為生物所吸收，或被一些有機物質(zhì)吸附進而遷移到沉積物中。
　　河口區(qū)表層間隙水中Mo的含量(九龍江口:136-365 nM;珠江口:81-188nM)高于水體Mo含量(＜105 nM)。間隙水中存在明顯的氧化還原分層，Mo作為氧化還原敏感的元素，其變化規(guī)律如下:氧化條件下，Mo的值變化不大(九龍江口下游:200 nM;珠江口下游:150 nM);在次氧化的條件下，DO、NO3-被消耗，鐵錳的氧化物被還原成溶解態(tài)的F

7、e2+、Mn2+，此時，被錳氧化物吸附的Mo被重新釋放出米，出現(xiàn)Mo的高值(500 nM)，這個高值的位置處于Mn(800μM)、Fe(1000μM)高值的中間;隨著環(huán)境的進一步還原，生成大量NH4+(九龍江口:1200μM;珠江口:6000μM)。此時，推測已經(jīng)出現(xiàn)硫化物，鐵錳與硫化物結(jié)合生成固體，Mo則與硫形成一系列的化合物。
　　綜上所述，流域中Mo存在較大空間差異性，這些差異性受到流域的特殊性影響。我們發(fā)現(xiàn)九龍江流域中溶解

8、態(tài)Mo受到礦業(yè)的影響，在水庫區(qū)Mo的分布存在時間差異，高生物量區(qū)，Mo還可被生物吸收而降低。珠江流域北江Mo則受到礦區(qū)及工業(yè)的影響，與其區(qū)域巖性關(guān)系不大。
　　Mo從流域輸送到海洋的過程中，在河口區(qū)存在由水體向沉積物的富集，尤其是缺氧區(qū)及紅樹林區(qū)。缺氧區(qū):Mo可與硫化物結(jié)合而富集在沉積物中，Mo還可以還原態(tài)向沉積物富集。紅樹林區(qū):有機物含量高，Mn的含量高，都會使Mo在沉積物中大量富集。在不同的氧化條件下，間隙水中Mo分布規(guī)律不同