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    项目人员研究了不同环境条件下沉积物中痕量金属的释放过程和生物有效性

    发表日期:2019-04-08 01:04:00    阅读次数:267   来源:海湾生态环境973项目

            与开阔海域相比,半封闭性海湾营养物质更易长期滞留聚集,而过量输入或者长期滞留的氮、磷营养盐会造成水体富营养化现象,并进一步引起藻类爆发和水体缺氧。研究发现,营养盐、氧气和盐度等环境条件的变化会影响痕量金属的生物地球化学循环。本研究利用微宇宙模拟实验研究沉积物中主要痕量金属(Zn、Pb、Cd、Cu、As和Cr)在不同氮磷营养盐、DO及盐度条件下的释放过程和及其生物有效性。

            研究结果表明(图1),随着水体中氮浓度的升高,上覆水中Zn、Pb和Cd的浓度上升较多,但是上覆水中Cu、As和Cr的浓度变化不明显。然而,磷营养盐浓度越高,上覆水中Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb的浓度反而越低,这可能是由于磷酸根与金属离子之间会形成金属磷酸盐沉淀,导致被释放的金属离子会重新沉淀,进入沉积物。DO越低,越能促进沉积物中痕量金属Cr、Cu、Zn、Cd和Pb向上覆水中的释放。高盐度(35)上覆水中Cr和As的浓度明显高于低盐度(25和15)条件下上覆水中的浓度,而盐度对Pb、Cd、Cu和Cr的影响不明显。

            利用线性回归分析结果表明(表1),氮营养盐浓度升高时,沉积物中Cu、Zn、Cd和Pb的生物有效态含量增加,也会促进沉积物中痕量金属的释放。然而,无机磷浓度升高时,磷离子会与金属离子相结合,形成金属磷酸盐沉淀,从而减低上覆水中痕量金属浓度,使沉积物中痕量金属的生物有效性对痕量金属的释放影响呈显著负相关关系。缺氧条件下,沉积物中Cr、Cu、Zn、Cd和Pb的释放主要取决于痕量金属的生物有效性;盐度升高时,沉积物中Zn和Cd的生物有效态决定其上覆水中的浓度;

            本研究对于认知人类活动引起的环境变化对近海沉积物痕量元素的影响具有重要的科学价值。该成果发表在Science of the Total Environment上。(Jinjun Liu, Zenghui Diao, Xiangrong Xu, et al., Effectsof dissolved oxygen, salinity, nitrogen and phosphorus on the release of heavymetals from coastal sediments. Science of the Total Environment, 2019,666:894-901.)


    图1 微宇宙实验中的上覆水痕量金属浓度变化

    上一主题项目2018年度工作进展总结会召开

    下一主题研究人员初步揭示了大亚湾沉积物甲藻孢囊的分布及其与环境因子的关系

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