多源核素示踪长江口水下三角洲的沉积过程演变

The subaqueous delta of Changjiang River is an important sedimentary sink of marginal sea at western Pacific, which is controlled by mega-river and estuary. Moreover, it plays an important role in global carbon cycles. However, the sedimentary processes have changed due to both forces of climate changes and anthropogenic activities. It is worthy to reveal the mechanism of sedimentary process responding to the changes of the riverine inputs. This proposal will use 239,240Pu, ratios of 240Pu/239Pu, 137Cs as well as 210Pb to precisely determine the sediment accumulation rates of the subaqueous delta of Changjiang River, based on techniques of multi-source radionuclide tracers, as well as geoscience theoretical basis including oceanography of isotopes, marine geology, and geochronology. Finally, we intend to elucidate and reveal how the changes of sedimentary procesess in response to the decline of the sediment yield in the five decades.

长江口水下三角洲作为典型的大型河口控制影响下的水下沉积体系成为西太平洋边缘重要的沉积物“汇”，并且是全球碳循环中重要的节点，但是在人类活动与气候变化共同作用的背景下水下沉积体系发生了重大变化，因此深入分析探讨水下沉积体系的沉积过程演变规律具有重要意义。本课题拟以同位素海洋学、年代学、海洋地质学的原理为理论基础，将现场调查、实验分析和数值模拟相结合，以多源核素示踪为技术支撑，以长江河口水下三角洲为研究对象，通过对长江典型断面（徐六泾、大通）沉积物及河口水下三角洲沉积物中239,240Pu放射性同位素的分布特征及240Pu/239Pu比值研究，并与137Cs、210Pb测年方法联合应用，力求揭示长江河口水下三角洲近五十年来的沉积速率变化过程，分析探讨水下三角洲沉积过程的演变规律。

239+240Pu浓度和240Pu/239Pu原子比从河口向东海外陆架而降低。最大浓度出现在长江河口，这表明高效捕集过程。相比之下渤海海域和在南海北部的北部湾却没有明显的捕集效应发生。并且由北赤道流（NEC）和Kuroshio Current（KC）从太平洋试验场（PPG）向长江和珠江河口和邻近的ECS和SCS运输的钚分别为41%和68%，而其他沿海地区的钚贡献微不足道。此外，在长江口和东海陆架Pu同位素的捕集清除过程呈现出显著的空间差异特征。.通过江苏海州湾潮滩沉积物中201Pb和137Cs的年代确定以及铅同位素组成成分分析，发现煤的燃烧排放是沉积物中铅的主要来源。通过铅同位素的端元模型，含铅汽油对海州湾潮滩中铅的贡献率低于20%，煤燃烧排放的铅对海州湾潮滩贡献率为48-67%，占主导地位。在最近几十年，铅的贡献率从48%增加到67%。在沉积物中发现，煤燃烧源在稳定增加。随着中国逐步淘汰含铅汽油，含铅汽油的贡献，最近有所下降。.中国东部地区石梁河水库沉积物中PAHs含量介于17.37到839.55ng/g，其平均值为213.51 ng/g。石梁河水库沉积物中PAHs含量和沉积通量呈现出规律性变化。石梁河水库沉积物中多环芳烃同系物组成也呈现出规律性变化，低环PAHs逐渐下降，高环的PAHs逐渐上升。同时近五十年来石梁河水库沉积物中有机污染物多环芳烃（PAHs）的含量和沉积通量呈现出持续增加的趋势，并且这种变化趋势与临沂地区的经济社会发展相一致。并且经过分析表明石梁河水库沉积物中PAHs来源以人类活动产生的热解来源为主。在稳定铅同位素207Pb/206Pb剖面中，207Pb/206Pb比值介于0.8395±0.002 和0.8922±0.001之间，其平均值为0.8576±0.002。并且从20世纪50年代开始207Pb/206Pb比值呈现出逐渐上升的趋势。207Pb/206Pb比值的变化与临沂市GDP的增长关系密切，这也反映出近几十年来人为活动来源的铅不断输入到石梁河水库中，并且逐渐增加。通过混合端元模型计算得出石梁河水库沉积物中不同来源铅的贡献率，近五十年来自然来源的贡献率不断减少，而燃煤铅和含铅汽油的贡献率不断增加，但是由于20世纪九十年代末国家禁止使用含铅汽油之后，含铅汽油的贡献率出现下降。