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有研究表明,与温室气体增加有关的全球气候变暖影响着经济与社会的发展。至今为止,科学家未能找出碳汇(sink)与碳源(source)不能平衡的原因,即存在一定的遗失汇(国际术语常称missingsink)。地质学家一般认为地质作用起决定作用,而地质碳汇受到水文、气候、生物作用、土地利用方式的改变、植被覆盖变化等因素的影响外,同时还受到人类活动的影响。本文以含硫铅锌矿开采这一典型的人类活动为研究对象,通过对两股溪流(分为采矿区与非采矿区)的水化学成分进行对比分析,结合水化学参数(水温、pH、电导、溶解氧等)从重金属离子浓度、SO42-浓度、HCO3-浓度等三个方面探讨采矿对河流水环境及碳汇效应的影响。 本文工作水样采于2011年9月~2012年7月,将采样点布设在位于灵川县大境瑶族乡社公坪村内含硫铅锌矿区内的两股溪流(分别命名为社公坪右江与社公坪左江),进行每月一次的定期取样,研究结果表明: 1、两溪流内硅酸盐岩化学风化对水中离子组成起控制作用,且水化学类型均为Mg·Ca-HCO3-SO4型,水化学表现为阴离子以HCO3-、SO42-占优势,阳离子以Ca2+、Mg2+离子为主。社公坪右江各主要离子(Ca2+、Mg2+、SO42-、HCO3-)总量大于社公坪左江,各离子具有相似的变化趋势,暴雨的稀释效应对各离子含量的增高和降低起着重要作用。此外,由于人类对硫铅锌矿的开采和搬运,使得SO42-浓度大大减少,进而可能导致HCO3-离子浓度减少。 2、社公坪右江与社公坪左江δ13CDIC值没有明显差别,且二者变化幅度均不大,均介于-8‰~0,说明碳主要来源于大气CO2。二者δ13CDIC值呈现季节性的周期变化,表现为夏秋季偏负,春冬季偏正,且与地表植物的生物活性密切相关。 3、采矿活动及降雨冲刷的作用会增加社公坪左江Pb含量,但同样也受到暴雨稀释效应的影响。重金属离子能通过影响藻类生长状况来减少其生物碳汇过程,并影响水中碳形态及稳定性,从而对地质碳汇效应造成间接影响。 4、含硫矿物的氧化通过放热,能对硅酸盐岩的地质碳汇起到一定的促进作用,导致碳汇量增加。含硫矿石氧化产生的硫酸参与到硅酸盐岩的风化过程中,该过程硫酸对水中HCO3-没有贡献,HCO3-主要来自硅酸盐岩风化,其最终来源于大气CO2。通过水化学法计算社公坪右江及左江碳汇量比值,得到社公坪左江的碳汇量仅为右江的一半左右,由此可见人类对含硫铅锌矿的开采可能会导致地质碳汇成倍的减少。