春季黄、东海悬浮颗粒物部分化学成分及金属元素的研究

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黄、东海为中国大陆东部的陆架边缘海。由于特殊的地理位置和复杂的水文条件,该海域的物质来源较为广泛,受到人为活动、陆源输入和外海海源等的多重影响。海水当中悬浮颗粒物(SPM)中的金属元素及其他成分,如悬浮颗粒态生源硅(PBSi)、颗粒有机物(POM)等,在悬浮颗粒物生成、运移、沉降和埋藏过程中也发生着含量、形态、分布和迁移的变化。这些成分在海水当中发生的与悬浮颗粒物有关的作用是它们在其生物地球化学循环中的重要环节,悬浮颗粒物在这些成分的生物地球化学作用中扮演着极为关键的角色。通过对悬浮颗粒物的部分化学成分以及金属元素的化学组成进行研究分析,可以对物质“源-汇”效应及相关的影响因素的一些信息进行深刻的理解。本文对采自2009年4~5月黄、东海海域设置的7个断面共42个站的表、底层海水中的悬浮颗粒物样品分别进行了提取和全样消解,测定并计算了其中颗粒态生源硅和金属元素(包括Al、Ca、Fe、Mg、Mn和Ti以及微量金属元素Ba、Cu、Ni、Sr、V和Zn)以及P的含量,研究了它们以及颗粒有机物的分布特征及变化趋势,通过对悬浮颗粒物中元素的含量、相对富集因子和与悬浮颗粒态生源硅以及颗粒有机物共同进行聚类分析初步探讨了悬浮颗粒物中元素的来源及其影响因素,主要得出以下结论:春季黄、东海海域表层悬浮颗粒物含量在0.37~33.4mg/L,平均含量为2.88mg/L;底层SPM含量在0.14~43.0mg/L之间,平均值为6.72mg/L,含量比表层高,总趋势都是由沿岸向外海扩散,含量逐渐降低。表层颗粒有机物含量在138~3117μg/L之间,平均值为752μg/L;底层POM含量范围是71.0~1805μg/L,平均值为557μg/L。表层较高,趋势同SPM。研究海区表层PBSi含量范围为0.03~2.90μmol/L,平均值为0.78μmol/L;底层PBSi浓度位于0.09~5.17μmol/L之间,平均值为1.33μmol/L。底层含量高于表层,且分布趋势总体同SPM,但不如其明显。颗粒态元素含量分布趋势与SPM相似。将各颗粒态元素分别以Ti、P归一化并与P/Ti、Ti/P进行相关分析发现:在黄、东海典型断面Al、Ti、Fe、V、Ni、Mg主要受陆源物质影响;P、Ba、Cu、Zn则表现为受明显的生物活动影响;Ca、Sr、Mn的来源及影响因素较复杂,即受陆源影响也与生物活动有关。Mn在03断面表现出一定的生物来源影响。SPM在整个研究海域都表现出对Zn的富集。SPM及其各成分都表现出了明显的海域特性:在距岸较近的站点因为受陆源物质影响,SPM及其各成分的含量普遍偏高;在距岸较远站点,因为受到外海海水和环流的影响使SPM及其各成分的含量明显低于距岸较近的站点;中部站点则表现出复杂的过渡特征,处于陆源输入和外海输入的交汇区,SPM及其各成分行为较复杂,波动范围相对较大。
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