【摘 要】
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本论文以长江口为研究区,应用224Ra/228Th不平衡法研究沉积物-水界面碱土元素（Ra、Ba、Sr）的交换对水柱中元素分布的影响,进而延伸到U、Mn、Fe等氧化还原敏感性元素的传输及其调控机制。研究结果表明:长江口 Ba在盐度6-8出现峰值,且对应于最大浑浊带位置,悬浮颗粒物（SPM）的解吸作用可完全支持Ba的最大净添加;当盐度高于20,沉积物Ba的输出通量为4.5—18.3μmolm-2d-
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本论文以长江口为研究区,应用224Ra/228Th不平衡法研究沉积物-水界面碱土元素（Ra、Ba、Sr）的交换对水柱中元素分布的影响,进而延伸到U、Mn、Fe等氧化还原敏感性元素的传输及其调控机制。研究结果表明:长江口 Ba在盐度6-8出现峰值,且对应于最大浑浊带位置,悬浮颗粒物（SPM）的解吸作用可完全支持Ba的最大净添加;当盐度高于20,沉积物Ba的输出通量为4.5—18.3μmolm-2d-1,可导致水体Ba浓度增加1.3-9.1 nM,占水体Ba净添加量的2.3.-.16%。水体中Sr和U表观上分别呈现保守和准保守的分布特征,而沉积物Sr和U的输出通量分别为-280—3070 μmol m-2d-1 和-810—580 nmol m-2d-1。其中,Sr 的最大通量主要出现在盐度小于15的水域,低盐度端沉积物释放的Sr至少可抵得上河流输入量的37%;对于U,当盐度小于15时,沉积物输入的U理论上可造成水柱中U产生约10%的添加;当盐度高于20,沉积物U通量均为负值,使水柱中的U产生0.4.-.4%的相对清除,主要与沉积物中缺氧状态的清除作用有关。沉积物Mn的输出通量为970—13600μmol m-2 d-1,其分布模式与沉积物溶解无机碳（DIC）输出通量显示出高度的相似性,表明有机质的降解过程是控制沉积物Mn的还原和释放的主要因素。沉积物Fe的输出通量为100—16200μmolm-2d-1,从低氧到缺氧区（DOBW从75 μM 降至 50 μM）,沉积物 Fe 通量由 490μmol m-2 d-1 增大至 9210 μmol m-2 d-1,但最大和最小通量所对应的DOBW分别为140 μM和180 μM。控制沉积物Fe通量变化的两个主要机制:一是生物浸灌的促进作用,二是沉积物——水界面溶解氧的屏障作用,二者相互制约。当溶解氧浓度处于中等范围（100-150 μM）时,沉积物Fe的输出通量呈现最大值。随着陆源有机质输送距离增大,沉积物中可降解有机质占比逐渐降低,沉积物Fe的输出通量相应呈现降低趋势。此外,沉积物输出的P通量和Fe通量呈现较强的相关性,这可能与沉积物中P与Fe的共沉淀和溶解过程有关,溶解态Fe的生成可引起沉积物的P释放,且理论上可使水体中溶解磷酸盐净增加0.04-0.43 μM,对于缓解长江口 P限制和促进初级生产具有重要意义。
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