大气颗粒物中微量营养元素Fe、Mn和Cu的来源与沉降

测定了义乌市大气颗粒物中总悬浮颗粒物(TSP)及微量营养元素Fe、Mn和Cu的浓度,并对颗粒物粒径分布和外形进行了扫描电镜分析,同时分析了这3种金属的来源和沉降量。结果表明,微量营养元素Fe和Mn主要来源于地壳,而Cu来源于人为污染;Fe与Mn之间的相关性极显著;绝大部分颗粒物的粒径小于9μm;Fe和Mn湿沉降量大于干沉降量,而Cu以干沉降为主。     

颗粒物质和微量金属在东海北部的沉积通量

于1990年运用沉积物捕捉器采样,实测了东海北部(32.00°N,126.00°E)海域颗粒物质和微量金属(Cu,Pb,Zn,Cr,Fe,Mn和Al)的海洋垂直通量。结果表明,颗粒物质的沉积通量随深度和季节而变化,明显地受上升流的影响。沉积的颗粒物质以0.45—63μm的小颗粒为主;Cu和Zn主要以有机物形式作垂直转移,Pb,Cr,Fe和Mn主要以弱键结合形式作垂直转移,Al则以硅酸盐的形式作垂直转移。沉积物中,颗粒Cu,Fe,Mn和Al以0.45—63μm的颗粒为主;颗粒Pb和Cr以大于63μm的颗粒为主;0.45—63μm和大于63μm的颗粒Zn在沉积物中占相近的比例。     

台湾海峡海表气溶胶干沉降通量研究

在已改进的Williams模型中,应用GW03海表动力学粗糙度参数化方案,考虑波浪对干沉降速率的影响,结合卫星资料和再分析资料,计算了台湾海峡海表气溶胶干沉降速率,并利用2006～2007年走航观测结果计算了台湾海峡总悬浮颗粒物的入海通量.其结果表明：台湾海峡海表气溶胶干沉降速率及总悬浮颗粒物干沉降通量具有明显的时空变化特征.台湾海峡海表气溶胶干沉降速率范围为5.83～6.17 cm/s,平均值为6.00 cm/s.其中冬季气溶胶干沉降速率最大,平均值为6.08 cm/s;夏季气溶胶干沉降速率最小,平均值为5.85 cm/s.台湾海峡气溶胶总悬浮颗粒物的干沉降通量也呈现出冬季的高[均值为7.31μg/（m2.s）],夏季的低[均值为2.23μg/（m2.s）]的特征.从空间分布上看,台湾海峡海表气溶胶干沉降速率出现1个高值中心,位于台湾海峡北部海域.总悬浮颗粒物干沉降通量出现2个高值中心和1个低值中心,分别位于台湾海峡北部海域、汕头至厦门海域和南海中北部海域.     

青岛近海秋末冬初悬浮颗粒物中部分金属元素的组成与影响因素研究

2008年11月末在青岛近海和胶州湾11个站点采集表层和底层海水中的悬浮颗粒物(SPM)样品,经消解后用等离子体发射光谱法测定了Al、Ca、Fe、Mg、Mn、Ti和Ba、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Sr、V、Zn共15个金属元素以及P的含量,结合SPM和元素含量聚类分析的结果探讨了秋末冬初青岛近海SPM的来源以及金属元素组成的影响因素.SPM含量范围在1.7～16.1mg/L之间,平均为7.9 mg/L;SPM来源以陆源风化产物为主,生物生产有较小的贡献.SPM中Ti、Fe、Mn、Mg、Al、V、Co、Sr和Ni的含量相对恒定,且主要受陆源输入的控制;Ca和P除受陆源影响外,生物生产亦有附加贡献.离陆地相对较远的区域表层海水SPM中Pb、Zn和Ba、Cr、Cu的含量较高,特别是Pb和Zn的富集因子较大,可能受到了潜在的污染影响.Ti的恒定性以及与SPM的良好相关性代表着在青岛近海可用Ti作为颗粒物陆源指示元素,且优于Al.     

亚北极海区表层沉积物中多种金属离子的富集特征及影响因素

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对白令海北部、楚科奇海和加拿大海盆等亚北极海域表层沉积物中13种金属元素(Fe,Mn,Al,Co,Ni,Cu,Zn,Cd,Cr,Ba,Ag,Pb和U)的含量进行测定,结合富集系数(EF)和因子分析结果,探讨研究区的亚北极海域沉积物中各金属元素的可能影响因素。结果表明,在楚科奇海和加拿大海盆是Co,Ni,Cu,Zn,Cr,Ba,Ag,Fe,Mn,Al和Pb高值区,低值区大多出现在白令海北部;而U和Cd的高值区主要出现在楚科奇海北部,并表现出含量向加拿大海盆逐渐降低的趋势。EF分析结果显示:在目标海区的沉积物中Fe,Mn,Cu,Ag,Ba,Co,Ni和Pb未见富集;而Cr,Cd,Zn和U则表现出轻度富集。因子分析对于金属元素的聚类划分结果与通过EF计算对于金属元素富集程度的区分结果相吻合,因此Al,Mn,Co,Ni,Cu,Ag和Pb可能主要受到陆地岩石和土壤风化的影响;Cr,Cd和U主要受到陆源输入和人类活动影响,即人类活动是造成亚北极地区沉积物金属元素富集的重要原因;而Ba主要受生物活动影响;Fe和Zn不仅受自然来源和人为来源共同作用,还可能受到生物活动的影响。     

台湾海峡西部海域大气中金属的特征Ⅰ.金属的浓度和粒度分布

1991～1993年,收集了台湾海峡西部海域上空大气中的181个颗粒样品和2个颗粒分级样品．采用原子分光光度法分析了其中的颗粒金属Al、Fe、Cu、Pb、Cd和Na．台湾海峡西部海域大气中颗粒金属Fe、Cu、Pb、Cd的含量明显低于大陆城市大气中的含量．大气颗粒物中Al、Cu和Pb显示了明显的年变化．Al、Fe、Cu、Pb和Cd表现出明显的季节变化,于季大于湿季,影响大气颗粒金属元素浓度季节变化的主要因素是雨水的冲刷作用和季风．大气中颗粒Fe的粒径分布呈现双峰,Al主要分布在小于2．1μm粒径上,Na主要分布在小于等于3．6μm粒径上,而Cu、Pb和Cd则主要分布在小于等于0．52μm的小颗粒上．     

长江口及其邻近海域表层沉积物中部分金属元素赋存形态研究

2014年6月在长江口及其邻近海域采集了表层沉积物样品,用连续提取法对Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Mn和Fe金属元素的赋存形态进行分离,即分作可交换态(EXC)、碳酸盐结合态(CARB)、铁锰氧化物结合态(ERO)、有机结合态(OSM)和残渣态(RES)并测定了含量。结果表明,长江口及其邻近海域表层沉积物中的Cr主要赋存在OSM态中,Mn主要赋存在CARB态中,Ni在OSM态和ERO态含量相当,Co、Cu、Zn、Al和Fe元素主要赋存在ERO态中。长江口及其邻近海域D断面表层沉积物中Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Mn和Fe元素的非残渣态含量随着离岸距离的增加而逐渐降低。ERO态金属元素随着沉积物中铁锰水合氧化物的含量的升高而增加,且ERO-Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Al与铁锰水合氧化物含量之间有较好的相关性,说明这些金属元素受到铁锰水合氧化物的影响。各金属元素非残渣态总量与ERO-Fe含量之间相关性也较好,说明各元素非残渣态受控于其各自主要的赋存形态。     

珠江口大万山海域大气总悬浮颗粒物中微量元素富集因子特征及物源解析

利用2014年秋季珠江口大万山海域大气气溶胶样品,分析了总悬浮颗粒物中微量元素(Cu、Pb、Zn、Cd、Fe、Cr和As)的含量,根据调查结果,利用富集系数法对微量元素的来源进行了分析。结果表明,Cu、Pb、Zn、Cd、Fe、Cr、As来源环境具有相同或相似性。调查海域大气颗粒物中的Pb、Zn、Cd和As含量相对于地壳均表现为强富集,富集系数远远大于10,属于污染元素,主要来自人类活动污染。珠江口大万山海域、辽东湾海域、青岛海域和东海海域这四个海域海洋大气中Pb、Zn和Cu的富集系数依次降低的顺序是一致的。整体而言,珠江口大万山海域Pb、Zn和Cu元素的富集因子相较国内其它海域低,但Cd的富集因子较高,达1000以上,受人类活动影响很大。     

南海铁锰结核(壳)的元素地球化学研究

本文利用南海11个铁锰结核(壳)样品的化学分析资料,研究了铁锰结核(壳)中Fe,Mn,Cu,Co,Ni,Pb,Zn,Cr,K,Na,Ca,Mg,Si,P,Al,Ti,Sr,Ba及∑REE的元素地球化学特征。结果表明:(1)铁锰结核(壳)以高Fe,∑REE,低Mn,Cu,Co,Ni等元素为主要特征;(2)铁锰结核(壳)中Fe,Mn间无明显相关,而Fe与∑REE,∑Ce,∑Y呈弱的正相关,Mn与∑REE,∑Ce,∑Y呈明显的正相关,结壳中Fe,Mn与Si,Al,Cu Co Ni呈负相关;(3)结核(壳)中Mn/Fe与Cu/Ni,Ce/La呈负相关,Mn/Fe主要受Mn控制;(4)结核(壳)中Fe,∑REE等元素主要来自南海陆源中酸性岩类的风化、淋滤和沉积。     

珠江口海域悬浮物中非晶格金属元素

珠江口海域悬浮物样品经原子吸收分光光度计分析其中Fe,Al,Mn,Zn,Cu,Pb,Co,Ni和Cr九种元素,用数理统计处理,探讨局部区域金属元素分布的异常。悬浮物中各种金属元素在河口的分布和迁移过程主要有絮凝、吸附、解吸和沉淀等。悬浮物的成分差异很大程度影响着金属元素的浓度,当悬浮物的有机成分增加,金属元素的含量也随之增加。     

青岛近海海域气溶胶干沉降通量模拟研究Ⅰ-Williams干沉降模型中潮湿粒子增长效应的改进

为了计算青岛近海海域气溶胶粒子的干沉降通量,运用Gerber提出的湿度公式改进了Williams干沉降模型中湿度计算方法,使模型具有更加广泛的使用范围.利用改进后的模型讨论了湿度、风速、水气温差、破碎表面的转移系数和横向转移系数对不同粒径气溶胶粒子干沉降速率的影响.计算了不同粒径粒子的干沉降速率,并与干沉降速率的文献报道进行了比较.结果显示:改进的模型更适合于估算实际区域的气溶胶干沉降通量,可用于青岛近海干沉降通量的研究.     

青岛近海海域气溶胶干沉降通量模拟研究I-Williams干沉降模型中潮湿粒子增长效应的改进

为了计算青岛近海海域气溶胶粒子的干沉降通量，运用Gerber提出的湿度公式改进了Williams干沉降模型中湿度计算方法，使模型具有更加广泛的使用范围。利用改进后的模型讨论了湿度、风速、水气温差、破碎表面的转移系数和横向转移系数对不同粒径气溶胶粒子干沉降速率的影响。计算了不同粒径粒子的干沉降速率，并与干沉降速率的文献报道进行了比较。结果显示：改进的模型更适合于估算实际区域的气溶胶干沉降通量，可用于青岛近海干沉降通量的研究。     

东北太平洋中国合同区悬浮颗粒物元素地球化学

利用ICP-MS对东北太平洋中国合同区3个测站分层采集的悬浮颗粒物的元素组成进行了测试,对Na、Mg、Al、Ca、Ti、Mn、Fe、Co、Cu、Sr、Ba和Pb等12种元素的含量分布及其地球化学特征进行了研究和对比。结果表明,水体中悬浮体总量(TSM)一般低于0.3mg/dm3,12种元素含量从几百到不足0.01μg/dm3。其分布以500和5000m为界可分为3层。元素中Al和Ti可作为陆源元素指标,Sr和Ba可作为生源元素指标,Pb主要来源于人类活动。在西区,Na、Mg和Ca主要为生源元素,Mn、Fe、Co和Cu主要为陆源元素。在东区,Na、Mg和Cu为多源元素,Ca、Mn、Fe和Co以陆源为主。颗粒物物源及供应量是颗粒物和元素含量分布的控制因素。西小区海底火山活动强烈是影响两区元素组分差异的直接因素之一。     

韩江口及汕头港沉积物中金属元素的化学形态

本文利用连续浸提法对粤东韩江口海域的9个站的沉积物中Cu,Pb,Zn,Fe,Mn,Al,si,Ba,Be Cr等10种元素的5种化学形态进行了研究。结果表明:Al,Si,Cr,Ba主要以残留物存在(约90％);Cu的残留物也占较大比例(>70％);Fe主要以铁锰氧化物和残留物存在(>90％);其它元素无一定规律。     

东太平洋海隆13°N附近沉积物岩心地球化学特征

对东太平洋海隆(EPR)13°N西侧2个沉积物岩心进行了碳酸盐、常量和微量元素测定。沉积物中Fe和Mn的含量较高,其中,E271站位沉积物岩心中Fe含量8.5%~13.8%,Mn含量1.7%~3.17%;E272站Fe含量6%~13%,Mn含量0.12%~3.31%,显示在EPR 13°N热液活动区西侧25~45 km处热液柱对沉积作用的影响明显。E271和E272站位CaCO3含量分别为5.9%~27.57%和6.67%~38.20%。热液柱的沉积作用,使Cu、Pb和Zn在沉积物中富集,Cu/Fe、Pb/Fe和Zn/Fe比值低于热液喷口处的颗粒物中值,Pb表现出在海水中运移距离较短或者只有少量Pb随热液柱扩散运移。热液柱在E271和E272站位的沉积作用使得Li、Mo和Ni在沉积物中富集,此外,V因为铁氧化物颗粒吸从海水中吸附并沉降到沉积物中。沉积物中Ti和Al有非常好的相关性,其Ti/Al比值为0.05左右,与太平洋深海沉积相比具有更高的铁含量,而U在岩心中的含量与深海沉积相似。     

黄海夏季水域沉降颗粒物垂直通量的研究

20 0 2年 8月 ,沿穿过黄海冷水团的青岛至济州岛断面 ,在 4个站位放置沉积物捕获器采集沉降颗粒物。镜检发现无机颗粒物、生物粪球以及混杂聚合体是本断面沉降颗粒物主要类型。测定结果显示沉降颗粒物中的颗粒有机碳 (POC)、颗粒有机氮 (PON)、颗粒碳 (PC)、颗粒氮 (PN)和颗粒磷 (PP)的百分含量均呈现从表层到底层逐渐下降的趋势。采用两个改进的模型对底层颗粒物再悬浮比率进行了计算 ,显示黄海海域夏季底层沉降颗粒物再悬浮比率为 90 %— 96%,表明底层沉降颗粒物主要来源于沉积物的再悬浮。两模型所得结果一致 ,证明用温跃层底部颗粒物沉降通量代表水体中颗粒物净沉降通量的假设是合理的。水体中颗粒物、POC及PON的净沉降通量 (±SE)分别为 ( 1 2 65± 3 5 5 )g/(m2 ·d)、( 0 2 9± 0 0 4 )g/(m2 ·d)和( 0 0 6± 0 0 1 )g/(m2 ·d)。     

溶解态的Fe、Al、Mn、Si、Cu、Pb和Zn在河口混合过程中的絮凝

本文用生成物法首次对珠江河口混合过程中溶解态的Fe、Al、Mn、Si、Cu、Pb和Zn等元素的絮凝进行研究,以中山大学附近的珠江河水和万山群岛海域的海水按不同比例混合成盐度为0—24‰的系列溶液,对这些元素的絮凝除去机理进行探讨。同时,改变絮凝时间、酸度和温度,求得这些因素对絮凝的影响。结果表明,珠江水中Fe和Pb几乎完全絮凝,其他元素的絮凝率:Cu76%、Mn51%、Al48%、Zn28%和Si1.2%,可见Si在珠江水中呈保守性质。     

现代黄河三角洲ZK226孔岩心~(210)Pb、Al、Fe、Mn和Cu的地球化学

现代黄河三角洲ZK226孔岩心的~(210)Pb、Al、Fe、Mn和Cu的地球化学表明,沉积物的粒度是控制上述元素的主要因素,这些元素与粒度的相关性是~(210)Pb>Fe>Al>Mn>Cu。粘土和Fe的水合氧化物是吸附~(210)Pb的主要组分。标准化后的~(210)Pb_ex,与Al、Fe,Mn和Cu的比值对黄河中上游流域的土壤侵蚀情况具有良好的指示意义,这为建立黄河中上游流域的土壤侵蚀模式打下了必要的基础。     

粤西湛江港海底沉积物重金属的分布特征与来源

2004年9月23日至10月5日对湛江港海洋沉积物中金属元素的含量及分布进行了调查。共采集样品20个,采用王水-氢氟酸消解,电感耦合等离子体发射光谱法测定样品中的金属元素As、Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Al、Ca、Fe、Mg和Mn。结果发现,湛江港大多数区域的沉积物未受污染,但霞山区港务局码头附近海域受到Cd、Cu和Pb的轻度污染,特呈岛养殖区也受到Cu的轻度污染。主成分分析结果表明,Al、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ni、Pb和Zn主要通过陆源输入进入近岸水域的沉积相中,Ca、As、Mg和Mn主要通过海洋环境中水相和沉积相的相互作用进入沉积相中。结合其它调查结果认为,湛江港的Cd污染在水相、沉积相和生物相中均已存在,应引起有关部门的高度重视。     

南极普里兹湾外海沉降颗粒物通量、组成变化及其与罗斯海对比研究

在南极普里兹湾外开阔海域布放时间系列沉积物捕获器,研究沉降颗粒物中生源组分(生物硅、有机质、碳酸钙)通量、组成、来源及元素的摩尔比值的生物地球化学意义,结果表明Ⅲ-1+站在1000m处颗粒物总通量的变化为13.00~334.59mg/(d·m2),颗粒物中以生物硅为主,占总通量的80%以上;各组分通量呈现明显的季节性变化.结合罗斯海沉降颗粒物通量和元素的摩尔比值的对比研究表明,研究海域1000m深的沉降颗粒物中生物硅与有机碳元素摩尔比值、无机碳与有机碳的元素摩尔比值较高,表明研究海域生物硅与有机碳生物地球化学循环过程是非耦合的,生物活动有效地将CO₂由表层水中移出.