磷、硅在长江口混合过程的初步研究

发布时间：2020-09-09 16:59

　　营养盐在河口区的迁移、转化不仅是河口中重要的生物地球化学过程之一，更是影响和控制河流通过河口最终向海洋输送营养盐通量的重要过程之一。要从机制上探讨河口中各环境因素对河口营养盐稀释模式的影响，不仅需要现场调查，而且需要在实验室中可控制因素的条件下，对各因子的影响结果进行分析总结提炼，从而达到对营养要素在长江口中生物地球化学稀释行为的准确描述和深刻理解。同时，明确稀释作用对海区营养盐补充及分布的影响，从而了解近海富营养化的关键过程，进而了解其对东海藻华灾害的驱动作用。本论文结合长江口及邻近海域冲淡水中营养盐的实际稀释状况，拟在通过模拟实验为主要研究手段，通过不同条件（水体温度、pH值、盐度、富氧缺氧等因素）下长江径流淡水和东海外海水在混合过程中的变化模式，系统而全面地研究长江口主要的水环境因子对营养元素在河口中的混合行为影响，目前得到的主要结论如下：（1）由实验结果可以看出，海水与长江水（包括已滤和未滤）混合后大约15小时PO_4-P、SiO_3-Si浓度基本达到平衡。25℃条件下，长江水与海水混合，与盐度相关性良好；已滤淡水与海水混合同未滤淡水与海水混合相比， PO_4-P、SiO_3-Si浓度无显著性差异，可能由于本实验向淡水中加入大量的氯化汞，抑制生物扰动的影响，也可能所取的未滤长江水所含悬浮颗粒物浓度较低的缘故。（2）长江水与海水混合，在10-20℃范围内， PO_4-P的浓度随温度升高变化不大；20-30℃范围内PO_4-P的浓度随温度升高而逐渐升高；30-35℃，PO_4-P的浓度随温度升高而逐渐降低。10-35℃，SiO_3-Si浓度均随温度升高略呈上升趋势。低盐度区（S=0-16.7），pH=4-6时PO_4-P浓度随pH升高逐渐降低； pH=6-8时，PO_4-P浓度随pH升高基本不变；pH=8-10时，PO_4-P浓度逐渐升高。高盐度区（S=16.7-33），pH=4-6时PO_4-P浓度随pH升高逐渐升高； pH=6-8时，PO_4-P浓度随pH升高基本不变；pH=8-10时，PO_4-P浓度逐渐降低。各盐度段pH=4-8时长江水与海水混合SiO_3-Si浓度基本不变；pH=8-10时，SiO_3-Si浓度随pH增大而逐渐增加，这可能是由于水体中pH的大小影响了硅酸盐的存在形式。PO_4-P浓度、SiO_3-Si浓度在缺氧和富氧状态下，随盐度的增大逐渐降低，无显著差异；各盐度下，缺氧状态的PO_4-P的浓度大于富氧状态下的。（3）现场调查数据显示，四季PO_4-P浓度在盐度S18的海域，存在一定的缓冲作用，S18的海域PO_4-P浓度主要受物理混合作用的影响。SiO_3-Si在长江口入海的过程中，四季在整个盐度范围内与盐度相关性较好，表明SiO_3-Si主要受物理混合作用影响，所得结果与模拟实验相一致。长江口及邻近海域盐度S18的海域，整体上来说，15-30℃范围内，模拟实验和现场调查的结论基本一致；SiO_3-Si浓度夏季（200607）随温度升高而逐渐升高，与模拟实验结论相一致。pH在7.8-8.2范围内PO_4-P浓度随pH升高基本不变，与模拟实验相一致；pH在7.7-7.9范围内，SiO_3-Si浓度基本保持不变；pH在7.9-8.2范围内，SiO_3-Si浓度随pH升高逐渐降低。四季PO_4-P、 SiO_3-Si浓度在整个DO范围内基本不变。长江口及邻近海域盐度S18海域，冬季（200612）水温在10-15℃时，PO_4-P、SiO_3-Si浓度随温度升高基本不变，这与模拟实验结果相一致。夏季（200607）水温在20-25℃时，PO_4-P浓度随温度升高呈上升趋势，与模拟实验基本一致。春季（200704）夏季（200607），PO_4-P、SiO_3-Si浓度随pH升高逐渐降低，主要受生物作用影响；秋季（200710），pH在7.9-8.3之间，冬季（200612），pH在8.1-8.3之间，整体上PO_4-P浓度随pH升高而逐渐降低。春季（200704）和夏季（200607），DO较高时PO_4-P浓度较低，DO较低时PO_4-P浓度较高；秋季（200710）和冬季（200612）SiO_3-Si浓度与DO呈现正相关，主要是受物理混合作用的影响。
【学位单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2012
【中图分类】：P734

【参考文献】