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胶州湾海水汞的形态及释放通量研究

许廖奇  
【摘要】:汞是一种全球性的污染物。海水中汞存在不同形态,其不仅影响到生物可利用性,而且会影响到水体中汞的释放。对我国近海汞的形态及释放通量的研究,有助于认识近海汞的生物地球化学行为,特别是区域汞的循环研究。 在不同季节测定了胶州湾海水中汞的形态,分析了汞的时空分布特征,并用动力通量箱法对胶州湾海水汞释放通量进行了一年的观测,以研究海水汞释放的季节变化和日变化特征。研究结果如下: 1.空间上,冬季胶州湾海水各形态汞的浓度在胶州湾中部分布较低,而在东部和北部沿岸区域较高。在表层海水中颗粒态汞溶解态汞。颗粒态汞含量约为溶解态汞平均含量的6.2倍,主要分布在北部和东北部,东部次之。 活性汞与溶解态汞浓度分布趋势较一致,活性汞占溶解态汞的比例较高,具有相对较高的生物可利用性。而DEM浓度约占溶解态汞的3.51%~28.4%,平均占15.3%。 2.时间上,不同季节的活性汞、溶解态汞含量均为夏季春季冬季秋季;除秋季外海水中活性汞含量受溶解态汞的制约,两者日变化趋势一致。胶州湾表层海水DEM浓度夏秋季明显高于春冬季,其大小顺序为秋季夏季冬季春季,且海水中DEM含量明显受到活性汞/溶解态汞的影响。甲基汞含量较低,浓度从小到大顺序为2010年4月、2009年11月、2009年12月。不同季节颗粒态汞也呈波动变化,浓度大小顺序为春季秋季夏季冬季,除夏季外,胶州湾海水主要以颗粒态汞为主。 3.剖面上,溶解态汞与活性汞相似,均在春夏季节变化趋势较一致,变化幅度较小。甲基汞浓度在中下层不同深度出现了浓度峰值,底层海水是上层海水甲基汞的来源。颗粒态汞的浓度除2009年12月、2010年7月外均在12:00及16:00时变化趋势较一致。 4.动力通量箱法测定胶州湾海水汞释放通量的结果为:2009年11月,2010年4月、7月、10月平均值分别为0.26ng/(m~2·h),0.46ng/(m~2·h),1.03ng/(m~2·h),0.95ng/(m~2·h)。胶州湾春、夏、秋、冬四季白天汞基本上都是从海水向大气中释放,海水汞释放通量的最大值出现在白天,傍晚时较小甚至出现了大气向海水汞的沉降,且夏秋季节的汞释放通量高于春冬季节。 5.数学模型估算胶州湾海水汞释放通量的结果是:2009年11月、12月,2010年4月、7月、10月平均值分别为0.63ng/(m~2·h),1.37ng/(m~2·h),1.34ng/(m~2·h),4.84ng/(m~2·h),1.37ng/(m~2·h);模型估算的汞释放通量高于动力通量箱法测定的结果,且在夏季估算值与现场测定值的比例明显高于其它季节。 6.除了个例受船舶、浒苔的影响外,潮汐也影响胶州湾海水-大气界面汞的交换通量;此外,胶州湾海水汞释放通量与气温、水温呈显著正相关性。胶州湾海水汞的释放通量与风速呈显著的负相关性,主要是受到陆源大气汞的影响造成的。


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