近岸水体钼的非保守性行为及其生物地球化学形成机制探讨

【摘要】本论文调查了Mo在珠江口和台湾海峡西部的时空分布并探讨了其行为机制。由于生活污水和工业废水的排入,珠江口虎门上游水体相对还原,而珠江口下游以及台湾海峡西部水域,受沿岸流以及海水侵蚀的影响,水体主要为氧化环境。研究发现,受近岸水体的海流、藻的活动以及近岸物质输送的影响,Mo在这些水体中的行为不同。对三角褐指藻的室内培养实验证明,藻的生长及其生理活动对环境中的微妙变化非常敏感,如Cu、Mo以及CO2浓度。我们主要的结果及结论如下：1.在珠江口中,Mo的分布为：溶解态,淡水端至海水端逐渐升高(8月,6.2→96.2nmol/L:12月,19.2→103.0nmol/L),分布受淡水和海水的混合过程主导；颗粒态的Mo分为吸附态以及内态：从内河口往外逐渐降低(内态：3.7μg/g→低于检测限),吸附态的Mo高达1.1gg/g。与颗粒态Mo相似,沉积物中的分布从上河口往外逐渐降低：2.9→0.2μg/g。溶解态Mo大体呈现保守行为,但是,调查中也发现了不保守行为。比如,虎门上游中,溶解态Mo存在添加,可能是由于当地的沉积物中,发生锰氧化物的还原过程引起；中河口中(最大浑浊带),由于氧化性颗粒物的吸附作用,溶解态Mo有轻微去除,8月尤为明显。这些保守性行为也可以从颗粒态Mo的比例变化中反应。2.台湾海峡西部水域中,溶解态Mo的分布(5月,70.6.100.0nmol/L:8月,81.0-100.0nmol/L),反应了海流变化和藻类活动影响下的时空变化。总体上,冲淡水区域,值较低(5月,75.6士5.7nmol/L;8月,75.6士5.7nmol/L)。另外,我们观察到,沉积物中Mo含量较高(2.0-4.2μg/g),特别是在冲淡水区域(5.6-12.9μg/g)。5月,东北季风减弱,因此闽浙沿岸流很弱,我们在此区域发现了高的生物活动(Chl-a:-10μg/L)。与此一致,溶解态Mo会通过颗粒物以及有机物的吸附作用从水体中去除,并沉降到沉积物中。通量计算显示,地下水以及淡水对Mo以及P的贡献非常小(小于海水的10%)。3.实验室内对三角褐指藻的培养发现,加Cu可以促进藻的生长,但是对生理活动有抑制作用(如ETR以及Fv/Fm)。加CO2会促进藻的生长以及光合效率(ETR升高),但是会抑制呼吸作用(FV/Fm)。Mo添加实验显示,Mo会提高藻的生长率,但是对生理作用有抑制。细胞吸附态以及内态的金属分布显示,浮游植物细胞会吸附毒性的物质于细胞表面,比如高浓度的Cu和Mo,而不是直接进入细胞内。总之,本研究调查了自然水体中溶解态Mo的不保守性行为,发现了还原条件下,沉积物的释放过程导致水体中溶解态Mo的添加,而在颗粒物的吸附以及有机物的络合作用下,溶解态Mo会产生偏离保守混合线约10nmol/L的去除。特别的是,藻的生长以及产生高浓度的有机物可能是造成水体溶解态Mo的去除的主要载体,并沉降到沉积物中。
【作者】夏微微；
【导师】王德利；
【作者基本信息】厦门大学，环境科学，2014，硕士
【关键词】珠江口；台湾海峡西部；室内培养；钼；不保守行为；

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