长江河口盐沼湿地酸挥发性硫化物的时空分布特征及影响因素

以长江河口典型潮间带(崇明东滩湿地)不同地貌单元植被根际柱样沉积物(0~33 cm)为研究对象,探讨了长江河口潮间带表层沉积环境中酸挥发性硫化物(AVS)的时空间变化特征及其与环境因子的关系.结果表明,不同植被根际沉积物中 AVS 含量存在显著季节变化,表现为:互花米草大于海三棱藨草和芦苇.各采样点根际沉积物中 AVS 含量垂向变化为:高潮滩芦苇,随深度的增加而降低;中潮滩互花米草与海三棱藨草,随深度的增加先增大后减小,且在地面下约20 cm 处显著增大. Pearson 相关分析表明,沉积物中 AVS含量与<16μm 的颗粒物、有机碳含量及含水率之间不存在简单的正相关关系.根际沉积物中 AVS 含量的时空变化可能受潮汐、植被生长等因素的综合影响,其时空变化特征反映了长江河口潮滩复杂多变的氧化还原条件.与芦苇和海三棱藨草相比,入侵物种互花米草对沉积物中硫酸盐异化还原有显著影响,其可能改变了潮滩湿地生态系统原有的氧化-还原生物地球化学循环过程     

胶州湾李村河口沉积物中硫化物形成的控制因素

在胶州湾李村河口,对多个短柱状岩芯沉积物中的有机质（有机碳和有机氮）、酸可挥发性硫化物（AVS）、黄铁矿及活性铁等进行了分析。结果表明,样品的有机质含量较高,有机碳含量为0．16％～3．21％,有机氮含量为0．002％-0．2％;6个短柱状样的AVS含量变化较大：198．4—0．4umol／g,平均35．6umol／g;活性铁含量为47．5～169．3umol／g,平均91．4umol／g;黄铁矿含量为14．8～41．0umol／g,平均28．7umol／g。通过计算沉积物中活性铁的黄铁矿化度（DOP）与硫化度（DOS）指标,及分析各参数间相关性,发现以下现象：（1）胶州湾李村河口沉积物中的活性铁被转化为硫化物的程度较高,被转化为黄铁矿的程度较低,沉积物中的黄铁矿得到了较好保存。DOP不适宜用作河口区氧化还原状态的判断指标,DOS对氧化还原状态的响应更加灵敏;（2）距河口较近的区域,受李村河河水的影响较大,易分解有机质供应充足,AVS大量形成,其向黄铁矿的转化并不充分,活性铁成为硫化物形成的控制因素。距河口较远的站位,活性铁含量相对充足,有机质含量相对不足,因此有机质含量成为硫化物形成的控制因素,AVS向黄铁矿的转化比较充分;（3）有机质尤其是易分解有机质含量是李村河口硫化物形成、活性铁富集及其黄铁矿化度的主要控制因素。AVS的形成主要受到有机氮的限制,而黄铁矿的形成主要受到有机碳的限制。因此,河流输入物质对河口区沉积物中C、S和Fe的循环具有显著的影响。     

长江口及其邻近海域孔隙水地球化学特征

对长江口沉积物有机碳、总氮、总磷、Fe、Mn、AI及孔隙水和上覆水体中营养盐、Fe、Mn的含量进行了测试,结合早期成岩模型及地球化学热力学分析,探讨了在河口环境中影响孔隙水营养盐和Fe、Mn分布的主要因素,并对沉积物-水界面营养盐扩散通量进行了估算。结果表明,孔隙水中NH4^＋、NO3^-、PO3^4、H4SiO4和Fe、Mn的含量显著高于上覆水体。早期成岩过程是控制长江口沉积物孔隙水营养盐和Fe、Mn分布的主要因素。NH^4＋剖面暗示长江口近岸和远岸海域存在两类不同的生物地球化学过程。孔隙水Fe、Mn剖面暗示在河口环境中其是有机质降解的重要电子受体。在近岸海域MnO2可能是底部NH4^＋ -N移除的重要机制。长江口孔隙水中低磷酸盐与铁及沉积物中磷的形态有关。通量计算结果显示NH4^＋、NO3^-、PO4^3-、地SiO4、Fe和Mn向上覆水体扩散的通量分别为356—3074μmol／（m2·d）、-45．3～62．6μmol／（m2·d）、-0．3～1．7μmol／（m^2·d）、323—3172μmol／（m^2·d）、3．0～10．5μmol／（m^2·d）和35．7～439．5μmol／（m^2·d）。N、P、Si界面通量对上覆水体浮游生物所需营养盐的贡献分别为0．19％～1．65％、0．13％～0．14％和1．2％～12．2％,因此在考虑长江口区域浮游生物所需营养的来源时,沉积物-水界面营养盐扩散通量可以忽略。     

雅浦海沟北部深渊和超深渊沉积物的物质组成、来源和形成过程研究

为探究雅浦海沟北部深渊、超深渊沉积物的组成、来源和形成特征,以1 cm分层对采自该海域不同深度的五根柱状沉积物样品的0~8 cm沉积层进行了扫描电子显微镜(SEM)观察和X射线能谱(EDS)分析,并且分析了这些样品的含水率,锰结核含量, Al、Ca、Fe、Mn、Ti、Mg等6种常量金属和Ba、Co、Cr、Ni、Pb、Sr、V、Cu、Zn等9种微量金属元素含量,以及总有机碳(TOC)含量等参数。结果表明,研究区域沉积物主要为深海软泥沉积,是不同年代沉积物的复杂混合,包含以盘星石为代表的颗石藻、海绵骨针、放射虫和硅藻等多种微体古生物化石以及辉石、重晶石、钛铁矿、长石等多种矿物。沉积组分主要来自生物源、火山源、陆源和海底热液,其中陆源沉积出现于海沟东侧深渊区。海沟西侧崖壁的沉积物比东侧崖壁的沉积物更容易发育锰结核。研究区域沉积物含水率较高并且颗粒较大,其含水率随深度增加呈减少趋势。研究区域超深渊站位沉积物的TOC和微体古生物化石含量均高于深渊站位,存在明显的漏斗效应。整体上海沟西侧崖壁沉积物含水率和TOC含量低于东侧崖壁的沉积物。自更新世以来,雅浦海沟北部的碳酸钙补偿深度(CCD)线从4 568 m以深变为4 435 m至4 568 m之间。研究区域的沉积环境为氧化环境,其0~8 cm沉积层的古老沉积物与现代沉积物发生了混合和再沉积作用,形成年代跨度极大。研究区域沉积物的形成受到海沟坡度、水动力环境、重力滑塌、浊流沉积、火山活动、漏斗效应等多种因素的显著影响。     

胶州湾李村河河口区沉积物有机碳、酸可挥发硫化物及重金属元素的环境响应

通过多种仪器分析,测定了胶州湾李村河河口区4个沉积物柱状样品的有机碳（TOC）、酸可挥发硫化物(AVS)及重金属元素活性部分（活性金属）的含量,并系统讨论了其环境响应特征。研究发现,胶州湾李村河河口区三角洲沉积物中的有机碳、AVS和活性金属元素的分布受与河口的距离及沉积相带分布的影响。近河口细粒物质沉积区域的有机质受陆源控制,有机碳含量较高,AVS和活性金属元素含量高,活性铁的含量是AVS形成的主控因素,同时AVS也是多数活性金属元素在沉积物中的主要赋存形态。而离河口较远区域,有机碳含量受海、陆双向物源控制,AVS含量主要受控于有机质含量,两者含量均相对较低,活性金属元素含量也较低,多数金属元素（Cd、Cr、Cu、Mn、Pb、Zn等）主要以依附于铁的形态存在。根据上述沉积特点,将胶州湾李村河河口区沉积环境划分为3类区域5种类型,分别是一类区域中的水下分流河道和分流间湾,二类区域中的水下分流河道和分流间湾及三类区域中的前缘席状砂。     

太湖北部沉积物中铁硫的地球化学特征研究

选择太湖北部柱状沉积物为研究对象,对沉积物及间隙水中铁硫的地球化学特征进行了研究。结果显示．间隙水中Fe^2＋的平均浓度是S^2-平均浓度的82倍,其值为9．6～270．5μmol／L。这说明沉积物中是以Fe^3＋的还原为主,而非SO4^2-。沉积物中还原性无机硫以黄铁矿为主,其次为AVS,最后为单质硫。沉积物中的Fe^2＋的浓度均高于其他形态的铁,约占总铁含量的30％～40％。活性铁的浓度为109．86～208．16μmol／g,仅占总铁的20％左右。沉积物各层中与硫结合的铁仅占总铁的0．12％～2．35％,占活性铁的0．39％～8．36％,通过分析铁硫之间的关系并结合蓝藻爆发的时间推断,铁硫化合物的生成不是PO4^3-释放的原因。太湖北部沉积物中Fe—S及P-S之间相互关系较弱。     

黄河三角洲沉积物重金属、氮和磷污染研究

黄河三角洲河流、沼泽、湖坪环境主要为粉砂质沉积、重金属Cd,Pb,Zn和Hg的含量范围分别为0．07－0．30μg/g，9．7－36．3μg/g，37．4－110μg/g和0．01－0．25μg/g，Cu,Ni,Cr和Mn的含量范围分别为18．4－58．0μg/g，17．9－43．7μg/g，38．7－80．7μg/g和423－980μg/g。由于Pb,Zn,Cd和Hg的含量较低，Cu,Ni,Cr和Mn的含量与背景值无明显差别，黄河三角洲沉积可能未遭受明显的污染。黄河三角洲富粘土粒级的粉砂质沉积明显富集重金属。但若排除其影响，黄河口沉积物剖面从下至上Pb,Zn,Cd和Hg含量仍呈现上升趋势，反映出自八十年代以来黄河流域经济快速增长对环境的影响。黄河三角洲沉积物的总氮含量一般较低（110－670μg/g)，其中NH3态氮的比例仅为0．01－0．06。沉积物中总磷含量为430－760μg/g，主要为钙磷酸盐，以FePO4和AlPO4形式存在的磷的含量仅分别占0．00－0．08和0．00－0．03。因此，沉积物的氮和磷不会对环境产生较严重的影响。     

莱州湾河流表层沉积物中六溴环十二烷的含量水平、分布及组成特征

从莱州湾附近河流采集了36个表层沉积物样品,采用高效液相色谱耦合三重四极杆串联质谱的分析方法对沉积物中的六溴环十二烷（HBCDsl3种异构体进行了测定,目的是表征研究区域内HBCDs的污染水平和组成特征,并探讨其分布、来源及影响因素。结果表明,莱州湾河流沉积物中ZHBCDs的含量范围为0．03～20．17ng／gdw（均值是2．14ng／gdw）：较国内外其他河流,该研究区域HBCDs含量水平较低。HBCDs异构体组成各不相同,除1个站位外,其他站位样品中7-HBCD占主导地位（52．3％～97．3％,均值72．4％）,但是在农业区a-HBCD相对丰度较高。对HBCDs的分布特征及来源分析得出,含量较高的站点多集中在工业区,呈现出明显的点源特征：而远离工业区的采样点,HBCDs可能主要来自大气的传输和沉降,且HBCDs的含量与TOC含量呈现出较好的相关性,表明TOC是非工业区分布的一个控制因素。     

滩涂沉积物中腐殖酸对Cr（Ⅲ）的吸附平衡实验

近海滩涂是一类集中反映人类活动对地区环境影响的特定环境系统，其沉积物中腐殖质对排入重金属的迁移规律有显著影响。本文以渤海近岸滩涂沉积物为分析对象，提取其中腐殖酸，对Cr（Ⅲ）进行吸附性能实验分析，结果表明：0．1g的腐殖酸在室温条件下（20～25℃），pH值在4～5之间，在Cr（Ⅲ）的浓度达到800μg/mL时可达到饱和吸附，吸附量为6．5mg/g；腐殖酸对Cr（Ⅲ）的吸附符合Langmuir等温吸附方程。     

南海北部近海陆架表层沉积物类型及其稀土元素特征

对采自南海北部近海陆架区273个表层沉积物样品进行了系统的粒度及常微量和稀土元素分析。依据粒度分析结果,采用福克沉积物分类法,判断本区沉积物类型主要为砂质粉砂和粉砂,两者约占总样品数的60%,其次为泥、砂质泥、泥质砂和粉砂质砂,约占总样品数的27%。稀土元素的分析结果表明,研究区沉积物的稀土总量变化范围为21.34~244.15μg/g,平均值为155.26μg/g,与中国黄土的稀土总量(平均值171μg/g)相近,而与深海粘土沉积物的稀土总量(平均值411μg/g)差异较大,具有明显的亲陆性。稀土元素富集和分布主要受沉积物类型及水动力条件的影响,本区不同类型沉积物的稀土元素含量差异较大,稀土元素主要富集在粉砂、砂质粉砂、泥和砂质泥等几种类型的沉积物中;ΣREE等值线呈近似平行海岸的条带状分布,总体上,随着离岸距离的增加稀土元素含量逐渐降低,其中最高含量位于珠江口西侧、上下川岛、海陵湾等附近海域,这一特征可能与南海北部珠江口自东向西发育的沿岸流有关。但本区不同类型沉积物的稀土元素配分模式很相似,且与周边几条主要河流及上地壳稀土配分模式基本一致,表现为轻稀土强烈富集,具有明显的Eu负异常,而Ce无异常,表明其为典型的陆源沉积且源区具有一致性。进一步的分析表明,本区的沉积环境相对比较稳定,沉积物主要来源于华南大陆的花岗质母岩,并且大部分物质是通过珠江而带入。     

长江口东南泥质区百年来稀土元素的组成及控制因素

在210pb定年的基础上,分析了长江口外东南泥质区柱样沉积物稀土元素含量、特征参数分布特征及其与粒径、常量元素等的相关性,探讨了150 a以来稀土元素的来源、制约因素及对沉积环境的响应.结果表明,柱样稀土元素总量(ΣREE)变化范围不大,分布范围为158.38～197.87 μg/g,平均值为183.49μg/g,总体...     

南太平洋东劳扩张中心表层沉积物氨基酸组成所揭示的生物地球化学意义

通过对南太平洋劳盆地东劳扩张中心(ELSC)表层沉积物进行水解氨基酸(THAA)分析、氨基酸对映异构体比值(D/L)分析及总有机碳(TOC)分析,对沉积物中氨基酸含量和来源、有机质降解程度和采样区域生物活动性及温度特征等问题进行了探讨。结果表明,ELSC区域样品中有机质含量较低,TOC含量为0.70～2.15 mg/g(干重),THAA含量为30～511μg/g(干重),热液活动区域原位化能合成作用对沉积物中氨基酸的相对富集有较大的贡献。沉积物中THAA含量和生物群落活动状况与分布范围有关,样品矿物组分对氨基酸的保存亦有一定的影响。由于各采样点热液活动、沉积物类型、生物群落的类型及分布均有所不同,样品中个体氨基酸的组成分布特征有较大差异。以TOC中氨基酸态碳所占百分比TAAC%作为指标对样品有机质活性进行了判别,热液喷口区域样品有机质新鲜程度要普遍高于非热液喷口区域样品,高温热液环境对氨基酸降解途径有一定的影响。样品中个体氨基酸D/L比值变化范围较大,天冬氨酸(Asp)为0.08～0.46,谷氨酸(Glu)为0.06～0.19,丝氨酸(Ser)为0.01～0.81,丙氨酸(Ala)为0.10～0.30。根据样品中THAA含量、TAAC%及个体氨基酸的D/L比值可以粗略判断生物活动性的大小及细菌对THAA的相对贡献,但并不能准确地区分热液活动活跃区域和非活跃区域在温度和生物活动性方面的差异。     

近期长江口-杭州湾邻近海域沉积物粒径的时空变化及其影响因素

为了研究长江口-杭州湾外近海沉积物粒径的现状和近期变化,于2008年4月在该区域用箱式取样器取得了33个表层样,用震动活塞采样器取得7个柱状样;在室内用激光粒度仪对沉积物样品进行了粒度分析并与历史时期的研究成果进行对比。结果表明,1）表层沉积物总体上呈东粗（砂）西细（泥）的特点,粒径总体上的空间格局与历史时期相似;但砂-泥区界线在研究区北部（长江口和杭州湾外）有向西迁移（蚀退）迹象（西移10~30 km）,而在南部（舟山群岛以南）则出现明显向东迁移（淤进）现象（最大超过50 km）。2）当前的表层沉积物形成一条南北连续的泥质带（粒径向南逐渐变细）,反映过去存在于舟山群岛以东的最细组分（“黏土”）带不连续现象在表层现已趋于消失。3）表层沉积物粒径趋势分析揭示长江入海泥沙的运移方向主要是向南-东南。4）泥质区柱状沉积物具有粉砂和黏土为主但在垂向上（反映在时间上）有粗细多变的特点（侵蚀区表层沉积物有粗化迹象）。研究认为,长江口-杭州湾邻近海域现代沉积物对流域和沿海重大人类活动有较敏感的响应。     

长江口海域表层沉积物重金属元素赋存形态特征

通过长江河口地区水下表层沉积物样品多种化学元素的赋存形态分析测试数据,综合分析重金属元素的赋存形态特征。研究结果显示：镉、汞、铅残渣态所占比例均小于50%,锌、砷、铬、铜、镍残渣态占比均大于50%;8个元素的残渣态与全量呈显著正相关关系。沉积环境和沉积物粒径对重金属元素赋存形态具有重要影响。沉积物的物质来源、矿物组成特征、水动力作用与沉积物粒度和物理化学条件等是长江口地区表层沉积物重金属元素赋存形态的主要控制因素。     

湖泊沉积物中蛋白质和氨基酸的动态变化

测定了阿哈湖和百花湖沉积物孔隙水中蛋白质和氨基酸的含量。蛋白质含量分别在0．32－1．71mg/ml和0．22－1．38mg/ml之间，氨基酸含量分别在1．15－5．01μg/ml（以含N量计）和1．41－4．16μg/ml之间。两湖沉积物氨基酸含量逐渐增高，表明扩散作用的存在。随着时间的推移，蛋白质在沉积物各层中得到了很好的保存，说明它的分解比较有限。沉积物孔隙水中氨基酸含量和微生物活动有关，氨基酸在27cm以后的阿哈湖沉积物中明显积累，可能指示微生物活动的减弱。