东海泥质区沉积物部分化学成分的组成特征及其对环境因素的响应

论文摘要

陆架边缘海是陆海相互作用的活跃地带,其水体沉积物具有陆源和海源双重特性。海洋沉积物中主要成分及部分元素的组成情况是了解海区生物生产和物质来源的有效信息,了解其分布特征对于研究近海环境和生物生产的空间、时间变化具有重要意义。本文选取南黄海表层沉积物样品,对连续提取法测定近海沉积物主要成分（碳酸钙、水合铁锰氧化物、有机物、生源硅、残渣）的提取效率、精密度和回收率进行了研究;应用该连续提取法分析研究了2007年11月采自东海泥质区的表层沉积物主要成分的含量及其影响因素,探讨了各泥质区的物质来源;应用该连续提取法对2003年6月采集的闽浙沿岸泥质区柱状沉积物主要成分及金属元素铜的形态进行了分析,讨论了其主要成分的年际变化、相互关系及对海区环境因素的响应。结果显示,连续提取法对近岸沉积物主要成分能够有效地分离和测定。方法精密度较好,回收率为98.1～99.1%。碳酸盐、有机物与元素分析仪测定的无机碳和有机碳结果对比具有一致性,进一步确定本方法对于近岸沉积物样品分析的可靠性。东海泥质区碳酸钙含量介于6.75%～14.25%,由近岸至远海呈增加趋势,远岸济州岛西南泥质区出现碳酸钙含量最高值。所调查泥质区生源硅含量介于0.33%～0.83%,有机碳含量介于0.44%～0.67%,C/N范围为5.56～8.82。S5站柱状样碳酸钙含量平均为6.5%,在垂向分布上没有太大的变化趋势。生源硅和有机碳的含量20世纪30年代以来特别是80年代以后,表现出明显的增加趋势。非残渣态Cu除了有机物-硫化物结合态（OSM）外,可交换态与碳酸盐结合态（EXC+CARB）和铁锰氧化物结合态（ERO）含量在20世纪80年代以后都有显著的上升。对沉积物各化学组成综合讨论得到如下结论:1.东海陆架不同的泥质区化学成分来源差异显著。长江口泥质区和闽浙沿岸泥质区受长江入海物质影响较大,沉积物中的碳酸钙主要为陆源控制,长江口泥质区有机质受陆源影响明显,而济州岛远岸泥质区有机质以海洋生物源为主。2.闽浙沿岸泥质区S5沉积物柱状样中碳酸钙主要来源于陆源碎屑,其含量在特定时期内出现的峰值在一定程度上反映出了长江流域的极端气候事件。3.除了受到早期成岩作用影响外,人类活动造成的水体富营养化可能刺激了海洋中硅藻和其它藻类的生长,使得有机碳在沉积物中的埋藏含量增加。柱状样中生源组分及重金属元素的变化特征较好地示踪了闽浙沿海地区经济的发展及人类活动的影响。4.S5沉积物中可交换态和铁锰氧化物态铜的含量在20世纪80年代以后有显著的上升,可交换态铜的变化对长江洪水事件表现出一定的响应。近年来浙江沿海一带随着工业的发展,人为活动带入海洋的重金属日趋增加,环境污染问题加重。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 前言
• 1 文献综述
• 1.1 海洋沉积物中的碳酸钙
• 1.1.1 沉积物中碳酸盐的研究方法
• 1.1.2 我国陆架海区沉积物碳酸盐的研究进展
• 1.2 海洋沉积物中有机碳、氮
• 1.3 生源硅的生物地球化学意义及研究
• 1.3.1 海洋沉积物中生源硅的生物地球化学意义
• 1.3.2 沉积物中的测定方法
• 1.3.3 中国东部边缘海区生源硅的研究现状
• 1.4 海洋沉积物元素的提取及化学形态的研究
• 1.4.1 连续提取分析方法
• 1.4.2 连续提取方法在沉积物元素形态研究中的应用
• 1.5 本论文的研究目的及内容
• 2 研究区域、材料和方法
• 2.1 研究区域概况
• 2.1.1 东海地理位置及水文特征
• 2.1.2 东海海域重要的河流输入
• 2.1.3 东海的沉积物分布
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 主要仪器
• 2.2.2 样品的采集及预处理
• 2.2.3 实验方法
• 3 沉积物主要成分地连续提取及测定方法
• 3.1 实验方法
• 3.1.1 实验流程
• 3.1.2 测定及组分含量的确定
• 3.2 结果及讨论
• 3.2.1 沉积物主要成分含量测定的检出限
• 3.2.2 试样主要成分含量
• 3.2.3 提取效果
• 3.2.4 主要成分测定结果与提取过程质量变化的关系
• 3.2.5 碳酸钙、有机物含量与元素分析结果的对比
• 3.2.6 方法可靠性
• 3.2.7 相关实验条件
• 3的阳离子色谱法测定'>3.2.7.1 CaCO₃的阳离子色谱法测定
• 3.2.7.2 Fe、Mn原子吸收法测定
• 3.2.7.3 提取液中硅的测定
• 3.3 小结
• 4 东海泥质区表层沉积物中主要成分的生物地球化学特征
• 4.1 东海陆架泥质区表层沉积物的主要成分含量及分布特征
• 4.1.1 东海陆架泥质区表层沉积物碳酸钙的分布及影响因素
• 4.1.1.1 东海陆架泥质区表层沉积物碳酸钙的分布特征
• 4.1.1.2 东海陆架泥质区表层沉积物碳酸钙分布的影响因素
• 4.1.2 东海陆架泥质区表层沉积物有机碳的分布及影响因素
• 4.1.2.1 表层沉积物OC的分布及C/N
• 4.1.2.2 沉积物中OC与TN的相关关系
• 4.1.2.3 远近岸泥质区有机质的来源对比
• 4.1.3 东海陆架泥质区表层沉积物生源硅的分布及影响因素
• 4.1.3.1 东海陆架泥质区表层沉积物生源硅的分布
• 4.1.3.2 东海陆架泥质区表层沉积物生源硅与海域环境的关系
• 4.1.4 近岸泥质区沉积物主要成分之间的相关关系
• 4.2 小结
• 5 东海闽浙沿岸泥质区柱状样S5站主要成分的生物地球化学特征
• 5.1 S5 柱样沉积物中主要成分及重金属铜的垂直分布特征
• 5.1.1 有机碳、总氮及生源硅的埋藏及变化特征
• 5.1.2 碳酸钙的垂直分布特征
• 5.1.3 铁锰水合氧化物的垂直分布特征
• 5.1.4 S5 柱样中铜的形态及分布特征
• 5.2 S5 站柱样沉积物主要成分的影响因素及其对环境的响应
• 5.2.1 沉积物中OC与TN的相关性、C/N及陆、海源有机质的估算
• 5.2.2 沉积物的粒度对有机碳含量的影响
• 5.2.3 生源组分对历史时期海洋生产力和人类活动的响应
• 5.2.4 铜的形态分布特征及其对人类活动的指示作用
• 5.3 小结
• 6 结论
• 参考文献
• 致谢