長江口及鄰近海域顆粒態(tài)及溶解態(tài)硅穩(wěn)定同位素的ICP-MS測定及分布研究.pdf

1、本文通過Mg(OH)2-陽離子交換樹脂法對樣品中的硅元素進(jìn)行富集分離，并采用單接收器電感耦合等離子質(zhì)譜儀測定了長江口及鄰近東海區(qū)域中溶解態(tài)和顆粒態(tài)樣品中硅穩(wěn)定同位素的組成。通過以上研究，初步認(rèn)識研究區(qū)域內(nèi)硅穩(wěn)定同位素的分布特征及其與相關(guān)生物化學(xué)因子之間的聯(lián)系，為今后深入研究長江口及鄰近海區(qū)的初級生產(chǎn)力變化、水團(tuán)運(yùn)動等生物地球化學(xué)過程提供一些幫助。 在質(zhì)譜儀中分辨率工作條件下，硅同位素質(zhì)量峰可以和相鄰多原子干擾峰完全分開，確保了測

2、量信號的準(zhǔn)確性。通過對質(zhì)譜儀進(jìn)樣條件、檢測條件和數(shù)據(jù)處理條件的選擇，采取增加測量次數(shù)的方法抵償系統(tǒng)瞬間波動造成的偏差，通過增加質(zhì)量窗口掃描范圍可以避免質(zhì)量漂移對測量信號的影響。在最佳分析條件下，硅同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的比值重復(fù)測量精密度RSD小于0.05﹪，硅同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW04421 和GBW04422的δ<,29>Si和δ<,30>8i值長期重現(xiàn)性分析結(jié)果分別為-0.04±0.04‰，-0.06±0.06‰和-142±0.12‰，-2

3、.71±0/1‰(1σ)，與相關(guān)文獻(xiàn)中報道的結(jié)果范圍一致(Ding et al，2005)。 完善了溶解態(tài)樣品的Mg(OH)2-陽離子交換樹脂的預(yù)處理方法，對共沉淀引發(fā)劑加入量、沉淀離心條件和樣品體積等條件進(jìn)行優(yōu)化選擇。結(jié)果表明通過該預(yù)處理方法可以將樣品中存在大量雜質(zhì)離子與硅元素分離開來，并且對硅進(jìn)行有效富集，富集倍數(shù)可達(dá)50倍。不同基體水樣加標(biāo)回收率均在99～105﹪之間，方法檢出限為0.16σmol/L。實驗結(jié)果表明，本方法

4、中的各個步驟不會引起硅同位素分餾的發(fā)生。@2 2006.08至2007.03月份間徐六涇定點站溶解態(tài)硅53-Si值的月季變化范圍在+1.25‰～+3.17‰，平均值為+2.17±0.73‰，高于世界其他淡水河流的溶解態(tài)δ<'30>si值。δ<'30>Si與DSi含量之間具有顯著正相關(guān)性，可能與長江流域巖石化學(xué)風(fēng)化條件以及支流對干流的貢獻(xiàn)程度有一定的關(guān)系。 在2005年8月長江口航次調(diào)查范圍內(nèi)，浮游植物生長吸收所需要的溶解態(tài)硅酸鹽

5、主要來自于長江沖淡水的輸送。浮游植物生長吸收對硅同位素的分餾作用，導(dǎo)致表層溶解態(tài)硅同位素δ<'30>si值高于底層。由于影響硅同位素組成530si的因素較為復(fù)雜，溶解態(tài)δ<'30>Si與DSi之間未顯示具有相關(guān)性。懸浮顆粒物樣品δ<'30>Si值與DSi之間顯著的正相關(guān)性表明浮游植物對硅酸鹽的吸收利用水平越高，硅同位素在生源硅體內(nèi)的分餾程度越大。根據(jù)理想條件下的開闊穩(wěn)態(tài)模型計算，長江口區(qū)域生源硅的分餾因子ε=1.95±0.73‰。

6、 2006年8月長江口及鄰近東海區(qū)域調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，表層溶解態(tài)δ<'30>Si與硅藻類浮游植物的生長水平有關(guān)，同時表明，在整個區(qū)域的表層存在不同來源水團(tuán)對當(dāng)?shù)厝芙鈶B(tài)硅的持續(xù)輸送。在低氧區(qū)由于生源顆粒物在底層的降解程度較高，引起的硅同位素δ<'30>Si值升高的程度也越明顯。在浮游植物生長水平較低的區(qū)域，溶解態(tài)硅同位素組成可能能夠用于指示水團(tuán)特征?？傮w來水，外海水的溶解態(tài)硅同位素組成δ<'30>Si值較低，為+0.6‰～+1.5‰；沿岸淡