西北冰洋表层沉积物中重金属的赋存形态研究.pdf

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1、第31卷第4期2012年11月台湾海峡口J弓，t毕l‘9℃JOURNALOFOCEANOGRAPHYINTAIWANSTRAITV01．31．No．4NOV．，2012西北冰洋表层沉积物中重金属的赋存形态研究杨丽，高爱国，张延颇，赵冬梅(厦门大学海洋与地球学院海洋学系，福建厦门361005)摘要：用连续提取法对选自西北冰洋的32个表层沉积物进行分析，测定了Cr、Cu、Pb在全样中及其在P，之、P，、P。、P，中的含量．结果表明随着离岸距离增加，水深加深，cr、cu、Pb含量呈增高的趋势．研究区陆架沉

2、积物中Cr、Cu、Pb含量分别为60．66、14．77、16．65¨g／g；深海沉积物中cr、cu、Pb的含量分别为80．40、41．70、25．62斗∥g．元素赋存形态分析表明，cr、Cu、Pb主要赋存在残渣态，残渣态中三元素的含量平均值分别为64．97、19．67、17．56¨∥g，占元素总量的比例分别为93．58％、75．02％和83．76％．三元素在各赋存形态中的含量分布是：Cu为残渣态>有机质和硫化物态>铁锰氧化态>可交换及碳酸盐态；Pb和Cr则为残渣态>铁锰氧化物态>有机质硫化物态>可交

3、换态及碳酸盐态．研究区重金属元素在不同赋存形态中的含量分布与北太平洋深海沉积物中类似．关键词：海洋化学；重金属元素；元素的赋存形态；连续提取法；西北冰洋；表层沉积物DOI：10．3969／J．ISSN．1000．8160．2012．04．001中图分类号：P734文献标识码：A文章编号：1000—8160(2012)04-0451-08西北冰洋包括加拿大海盆和楚科奇海等海区，是目前地球上受人类活动影响较小的区域之一，也是反映全球变化的敏感区之一．由于气候变暖，人类活动对北极地区环境的影响增加，人类越

4、来越关注北冰洋的环境，包括重金属的污染。1J．我国首次北极科考期间，便开展了沉积物中重金属元素的分析‘2J，而后的几次北极科考也都进行了沉积物中重金属元素的分析p。51．北冰洋作为纬度最高的大洋，物理风化作用较强，化学风化作用相对较弱．北冰洋周围环绕着欧亚大陆和北美大陆，面积为1310×104km2，仅为世界海洋总面积的3．65％，是世界上面积最小、深度最浅的大洋．北冰洋作为世界上最小的大洋，沉积物受周边物质输入的影响相对较大，自生成因物质或生源物质的贡献相对较小．在北冰洋沉积物中，来自陆源碎屑物质

5、贡献有多大，生源物质及自生物质各占多少比例?沉积物中元素对生态环境的有效态多大，目前鲜见报道．沉积物中元素形态分析技术源于上世纪50年代，通过对铁锰结核，远洋沉积物中不同地球化学相——赋存形态中元素含量的测定，进而探讨其物质来源及成因机制∞’7J．而后Tessier等(1979)对元素的赋存形态进行系统研究，形成了较为成熟的流程旧J．Tessier等(1979)将沉积物中金属元素的赋存形态分为5类：可交换态(P，)、碳酸盐结合态(P：)、铁锰氧化物结合态(P，)、有机物及硫化物结合态(P。)和残渣态

6、(P，)，有助于更深入地研究元素的地球化学行为及其对环境的影响哺J．随着人类对环境污染的重视程度增加，上世纪末至本世纪初，对重金属元素的赋存形态及生物可利用性研究日益增加，各种新方法、新成果不断涌现．本研究将连续提取法用于西北冰洋沉积物中元素的赋存形态研究，以了解Cr、Cu、Pb在不同赋存形态中的含量及分配比例，为了解沉积物的物质来源及重金属元素的生物可利用性提供依据，也可为环境保护与评价提供基础资料．1材料和方法1．1样品采集表层沉积物样品是由中国首次和第2次北极科学考察期间采自于楚科奇海、波弗特

7、海及加拿大海盆．利用箱式取样器或多管采样器将样品采集到甲收稿日期：2012-05．28基金项目：国家自然科学基金资助项目(41076122)；国际极地年中国行动计划资助项目作者简介：杨丽(1984～)，女，硕士研究生；E-mail：yangli_xmu@163．COnl通讯作者：高爱国，男，教授；E-mail：aggao@xmu．edu．cn台湾海峡31卷板上后，立即取表层0～1cm样品置于密实袋中，于4℃以下保存．样品运回陆地实验室后在低于65℃温度下烘干，并在玛瑙研钵中研磨，过200目筛备测．根

8、据项目组前期研究成果，从两次北极科学考察采集的样品中筛选出32个样品，作为本研究的样品．样品采集范围为：65030’31”一80。13’25”N，175。0t'42”～146。44’16”W，南北跨度为14042754”，东西跨度达28。17’26”，所选样品的站位分布见图1．图1采样站位分布Fig．1Distributionofsamplingstations空心圆表示表层站位，搴心圆表示短岩芯站位1．2实验准备与质量控制由于北极特殊的地理环境，沉积物中重金属的形态