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沱江流域沉积物还原性无机硫的环境地球化学行为研究

徐青  刘霞  史淼森  余晓平  郭亚飞  邓天龙  
【摘要】:沉积物-水界面上不仅发生着沉积作用,还发生着沉积后作用,即早期成岩作用~([1])。早期成岩过程中有机质的降解是沉积物早期成岩反应的最主要驱动因素,其常常伴随着SO_4~(2-)的还原,与铁生成各种形态的铁硫化物~([2])。硫酸根的还原产物为S~(2-),游离态的S~(2-)进入间隙水中以H_2S形式扩散,可被O_2、铁锰氧化物氧化为中间态S_0,也可与铁氧化物还原产物Fe~(2+)发生反应生成FeS,FeS形态不稳定,在S_0的存在下,可转变为更稳定态的Fe_3S_4和FeS_2~([3])。本论文针对长江五大支流之一的沱江,研究了其上游金堂段及中游简阳段的沉积物中还原性无机硫的垂向分布特征,主要包括元素硫(Elemental sulfur,ES),酸挥发性硫(Acid volatile sulfides,AVS)以及硫化矿物硫(Mature pyrite sulfur,MPS)。研究结果表明,简阳地区ES,AVS以及MPS的平均含量均小于金堂地区。金堂地区MPSESAVS;简阳地区ESMPSAVS。简阳段沉积物中AVS含量相对金堂较低,由于与重金属不易形成金属硫化物,重金属在间隙水中的浓度较高,容易被生物所富集,潜在的生物毒性较金堂段大。MPS作为稳定的FeS_2的形式在沉积物中被埋葬下来,暂时退出硫的地球化学循环。AVS/MPS的比值可以用来评价AVS向MPS的转化,当该比值低于0.3时,反映了AVS可以有效的转化为MPS~([4])。本论文中沱江金堂段和简阳段AVS/MPS的比值基本都大于0.3,反映了AVS向MPS继续转化的可能性较小。

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