沉积物中铁的化学相态分析进展

元素铁因其在地球早期环境演化和在海洋初级生产力中的重要角色, 是目前全球变化与地球化学研究的热点.铁元素的相态分析, 对于深入了解其在环境中迁移、转化及生物的吸收利用, 都具有重要意义.回顾沉积物中铁的化学相态分析方法发展过程, 从早期的简单相态分析(degree of pyritization, DOP), 元素的顺序提取法(Tesser方法), 到Raiswell和Poulton等学者提出针对Fe元素特定的相态分析法等.重点介绍较为常用的三步提取法和其在表生地球化学研究中的应用; 结合目前国际上铁地球化学循环研究进展, 提出Fe的化学相态分析的改进建议.      

长江口及其邻近海域表层水中溶解Mn浓度的季节变化特征

锰（Mn）是海洋中的生命必需痕量元素。河口位于河流和海洋的交界区域,其对Mn的改造作用会影响陆源Mn向海输送的生物地球化学过程。本研究使用自动固相萃取-电感耦合等离子体联用技术对2019年9月（秋季）、2021年3月（春季）和2021年7月（夏季）长江口及其邻近水域的表层溶解Mn浓度进行了测定和分析。结果显示,溶解Mn的平均浓度和河口行为表现出了季节性差异：夏季的溶解Mn浓度最高,表现为先移除后添加的分布特征;秋季的溶解Mn浓度次之,表现为添加型分布;春季的溶解Mn浓度最低,表现为保守型分布。显著性分析结果表明,长江携带的溶解Mn仅在淡水端元浓度值较高的季节会显著影响长江口及其邻近水域溶解Mn的分布;当长江淡水端元浓度值较低时,长江口溶解Mn则受多种生物地球化学过程的共同主导。长江口的中低盐度海水中高悬浮颗粒物浓度是造成该区域溶解Mn移除的重要因素,而高盐度海水中溶解Mn的添加机制则有待进一步研究。     

长江口晚新生代沉积物的物源研究: REE和Nd同位素制约*

长江三角洲地区第四纪以来堆积了200多米厚的碎屑沉积物,主要由河湖相和滨浅海相组成,构成了多个沉积旋回。选择长江口地区一个320m深的PD钻孔,运用多通道等离子体质谱MC ICP-MS方法,开展沉积物中的REE和Nd同位素组成分析,研究了上新世以来三角洲地区沉积物物源的变化。沉积物中REE和Nd同位素组成具有明显的变化规律,Ce呈弱的负异常,介于0.83~0.99之间,而Eu呈现中等亏损,在0.53~0.73之间变化。岩芯中上新统沉积物中Ce异常变化大,而Eu亏损相对第四系沉积物更显著。¹⁴³ Nd/¹⁴⁴ Nd比值在钻孔中变化较小,介于0.511975~0.5122367之间,平均值为0.512062。相关分析揭示粒度和化学风化对Nd同位素组成影响小。REE和Nd同位素判别图解揭示河口地区上新统沉积物主要来自长江流域中、下游的近源物源区,而第四系沉积物的物源虽然存在一定的变化,但是总体上与上新统沉积物来源明显不同,主要来自更广泛的流域物源区,尤其是长江上游的风化物质被大量输运到河口三角洲地区。在第四纪构造和气候因素控制下,古长江水系具有不同的演化阶段,流域源岩经历的风化作用强度也不同,因此河流沉积物的源汇过程也相应地发生变化。     

三峡水库建设对长江下游颗粒有机碳通量及碳同位素组成的影响

2008年4月至2009年4月,在南通长江干流每周采集一次表层悬浮物样品,共51个,分析了其粒度、颗粒有机碳(POC)、颗粒氮(PN)含量以及有机碳同位素(δ13Corg)组成,研究了下游干流颗粒有机碳组成的季节性变化特征.悬浮物的平均粒径在一年内变化不明显,而POC和PN含量呈现洪季缓慢减小,枯季增加的趋势;δ13C...     

长江与黄河沉积物REE地球化学及示踪作用

长江与黄河沉积物的稀土元素（ＲＥＥ）组成特征不同。长江沉积物ＲＥＥ含量较高,元素含量变化也大于黄河样品;球粒陨石标准化模式表明长江沉积物的（Ｌａ／Ｌｕ）Ｎ、（Ｌａ／Ｙｂ）Ｎ、（Ｇｄ／Ｙｂ）Ｎ的值也相应地比黄河沉积物中的高１０％左右,分布曲线均呈明显的石倾状,轻重稀土分馏明显,相对富集ＬＲＥＥ。且长江样品比黄河样品更富集ＬＲＥＥ,但Ｅｕ亏损不及黄河样品;两者的北美页岩标准化曲线均呈平坦稍右倾状,具有     

长江口地区近1500年以来沉积物重金属含量变化及其对流域环境响应

对长江口泥质沉积区ZK6孔沉积物进行了粒度分析、同位素测年、8个重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn)含量对比分析,综合评价了1500年以来沉积物粒度和重金属元素垂向变化特征,并从长江流域环境变化的角度揭示了流域人类活动对长江口沉积物元素赋存的影响规律。研究结果显示,ZK6孔平均沉积速率为1.85cm/a; As、Cd自底部到顶部表现出元素含量一直在逐步升高的趋势; Cr元素自底部到顶部,表现出元素含量逐步降低的趋势; Cu、Hg、Pb、Ni、Zn元素,表现出自底部到顶部先逐步降低后又含量升高的趋势; 除Cr外其他几个元素自2m以浅含量明显升高、变幅增大。8个重金属元素对长江流域环境变化的响应敏感程度由高到低依次为Cd>As>Hg>Cu>Pb>Zn>Ni>Cr。Cd、As、Hg是长江流域特别需要加强环境风险监控的指标,潜在的含量变化趋势应引起高度重视。     

椒江沉积物的重金属分布特征及环境评价

沉积物对水体中的重金属具有源和汇的双重作用。河流沉积物中重金属含量与相态分析是研究流域重金属元素循环,评价其生态危害性的基本方法。采用1mol/L的盐酸对椒江悬浮物和河漫滩沉积物进行淋滤,研究重金属(Zn、Pb、Cr、Cu和Cd)在酸溶相和酸不溶相中的分布特征,分析并揭示其主要来源和生态效应。椒江沉积物中Zn、Pb、Cu、Cd的含量明显高于浙东地区土壤背景值,酸淋出率>60%,当环境条件发生变化时,酸溶相中的重金属易释放到水体中,具有较高的生态风险。相关性和主成分分析揭示,酸溶相中的重金属主要吸附、络合于有机质和铁锰氧化物中,其来源受工业、农业排放的控制。富集因子分析和潜在生态危害评价表明,椒江沉积物中Cd的富集程度最高,尤其在上游永安溪河段,Cd达到显著富集。而Zn、Pb、Cr、Cu均为轻度—中度富集。     

三峡大坝建成后长江输沙量的减少及其对长江三角洲的影响

三峡大坝建成之后,大量泥沙滞留于库区,出库泥沙量减少,坝下河床冲刷而提供相当数量的泥沙,支流湖泊供沙也发生变化,这将使进入河口地区的泥沙有所减少。三峡大坝以上长江干流和支流建设新的大坝,南水北调、封山育林、退耕还林以及减少水土流失都将进一步减少长江进入河口地区的泥沙。由此估计,三峡大坝建成后的百年内长江输入河口地区的泥沙约为2.0×108～2.5×108t/a;冰后期长江三角洲形成和发育期间的长江年均输沙量为1.84×108～2.28×108t。二者的数值相当接近,然而与近50年的观测(4.33×108t/a)相差甚远,长江流域的气候变化和人类活动可能是造成这一现象的原因。文章着重说明中国和长江上游人口的增长、种植作物的改变可能是水土流失、长江泥沙量增长的主要原因。