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MED研究团队发文阐释杭州湾表层沉积物中微量金属河流输送来源

编译者:liguiju发布时间:Apr 14, 2024点击量:142 来源栏目:科研动态

自然资源部第二海洋研究所自然资源部海洋生态系统动力学重点实验室(MED)在国际环境科学与生态学TOP期刊《Environmental Research》发表了题为“ Elemental geochemical evidence for the river-derived sources of trace metals in surface sediments from Hangzhou Bay, East China Sea”的研究论文,运用多元素地球化学指纹证据,再现了河流输送对杭州湾沉积物中微量金属的塑造格局。刘强副研究员为第一作者,寿鹿正高级工程师和曾江宁研究员为共同通讯作者。

杭州湾受到钱塘江和长江两条大河携带的陆源微量金属元素输入的威胁。以往的研究未能同时关注这两条河流对微量金属输运的影响。该研究通过对杭州湾以及钱塘江和长江两条河流表层沉积物中微量金属进行元素地球化学分析,成功地分辨出两条河流对杭州湾沉积物中微量金属元素输入的贡献。

研究依据沉积物粒度组成的空间分布,将采样站点划分为长江(YZR)、杭州湾(HZB)和钱塘江(QTR)三个区域。研究发现,除了Cd、Th和U三个元素之外,大多数微量金属元素的含量在三个区域之间存在显著差异(χ2 ≥ 8.22,p ≤ 0.016)。杭州湾沉积物中高含量的微量金属主要来源于沉积物的粒度控制效应(占总方差的68.82%),而长江沉积物中高含量的Sr、Cd和Ba以及钱塘江沉积物中高含量的Zr和Hf则分别归因于河流的人为源输送(占总方差的11.90%)和流域碎屑矿物组分的贡献(占总方差的6.21%)。在利用地累积指数(Igeo)和富集因子(EFLi)的比值将多种微量金属元素含量以及粒度控制效应的影响进行标准化处理后,有效地区分出三个区域的沉积物中多种微量金属元素的元素地球化学分布特征。结果显示,在消除沉积物粒径效应后,杭州湾沉积物中几乎所有元素的EFLi均小于两条河流沉积物,除B元素以及两种地球化学性质相近的Zr和Hf外,长江沉积物中其它元素的EFLi均高于钱塘江。多种微量元素的EFLi结果对不同采样站点进行聚类分析的结果显示,多元素EFLi的指纹图谱可以很好的分辨出杭州湾、钱塘江和长江三个区域。研究表明,在消除沉积物粒径效应后,杭州湾表层沉积物的元素地球化学组成能够很好地分辨来自两条主要河流的贡献。此外,沉积物中三种危害性较大且污染较为严重(1<Igeo<2)的微量元素As、Cd、Sb的EFLi空间分布表现出微量金属元素的人为污染从河流向杭州湾输送的趋势,并且长江的输送更为显著。本研究为杭州湾沉积物中微量金属的河流输送来源提供了元素地球化学证据,有助于进一步认识河流的人为污染源输送对海湾沉积物中有害微量金属分布的影响。

本研究得到了长江口-东海多学科长期观测计划(LORCE; No. SZ2001)、海洋二所基本科研业务费专项(No. SZ2302和No. JG2209)以及国家重点研发计划(2021YFC3101702)等项目的联合资助。

论文引用:Qiang Liu, Yibo Liao, Yingjuan Zheng, Haiyan Jin, Wei Huang, Qinghe Liu, Lu Shou*, Jiangning Zeng*, Quanzhen Chen, Jianfang Chen. Elemental geochemical evidence for the river-derived sources of trace metals in surface sediments from Hangzhou Bay, East China Sea. Environmental Research, 2024, 250, 118588. https://doi.org/10.1016/j.envres.2024.118588

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