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长江口滨岸潮滩营养盐N的地球化学循环

刘巧梅  刘敏  许世远  侯立军  欧冬妮  余婕  
【摘要】:以高强度作用下的城市化河口——长江河口滨岸潮滩为研究对象,从环境地球化学的角度,对滨岸潮滩沉积物-水界面营养盐N的时空分布规律及界面交换过程进行了研究。长江口潮滩N赋存形态和累积特征表明,表层沉积物中可交换态NH_4~+-N的时空分布与沉积物氧化还原状况有关,与TN呈显著正相关;TN与OM在含量水平和地域分异上具有高度同步性,并与粘土含量呈良好线性正相关,局部排污、地表径流输入以及植物生长均会影响沉积物中TN的累积与分布。沉积物孔隙水中NH_4~+-N和NO_3~--N+NO_2~--N的时空分布受沉积物氧化还原电位Eh、可交换态氮以及上覆水营养盐含量的影响。柱样沉积物中溶解态氮与可交换态氮中NH_4~+-N为主要部分,剖面变化比较复杂,NO_x~--N随深度的增加含量迅速减少,反映有机质降解反应主要是在缺氧或无氧环境下进行;通过对典型剖面中孔隙水NH_4~+-N的早期成岩模式的研究,发现其地球化学过程主要受有机质的分解和粘土矿物的吸附反应所控制,反应遵循一级动力学。利用Fick's第一定律,在综合考虑温度效应和沉积物颗粒弯曲效应的基础上,对沉积物-水界面间的营养盐氮的扩散通量进行了更为精确的估算。结果表明,沉积物是上覆水中NH_4~+-N的重要来源之一,同时是上覆水中NO_x~--N的重要蓄积库(汇);沉积物孔隙水中NH_4~+-N的浓度是控制界面NH_4~+-N扩散通量的主要因素,上覆水和孔隙水之间NO_x~--N的浓度梯度差是控制其界面扩散时空变化差异的主要因素。

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