长江口及东海溶解态锰的分布、形态转化及其影响机制

痕量元素在海洋生物地球化学循环中起着非常重要的作用，深入认识其在海洋中的分布及内部循环已成为研究的热点领域，并形成了新的国际科学计划- - 痕量元素及其同位素的海洋生物地球化学研究（GEOTRACES）。GEPTRACES重要参数之一溶解态锰（Mn）主要来源于陆源物质的输送，其含量及形态转化可以用于示踪海洋不同来源的贡献和氧化还原环境的改变。国际上关于Mn的海洋生物地球化学研究已有近四十年的历史，而我国在此领域的工作尚属起步。本课题拟对长江口和东海陆架溶解态Mn的生物地球化学行为进行研究，建立溶解态Mn的分析方法，认识长江口邻近海域及东海陆架溶解态Mn的分布、季节变化、形态转化及其影响因素，阐明人类活动对研究区域溶解态Mn生物地球化学行为的影响。该研究将填补长江口及东海溶解态Mn的海洋生物地球化学研究领域的数据空白，为认识全球痕量元素Mn的海洋生物地球化学过程提供科学基础。

“痕量元素及其同位素的海洋生物地球化学研究(GEOTRACES)” 被称为国际海洋科学委员会（SCOR）旗下最成功的海洋科学研究计划之一，目前已有35个国家正式参加。锰（Mn）是GEOTRACES规定的六个关键参数之一，主要来源于陆源物质的输送，其含量及形态转化可以用于示踪海洋不同来源的贡献和氧化还原环境的改变。本课题的主要研究内容是认识长江口邻近海域及东海陆架溶解态Mn的分布、季节变化、形态转化及其影响因素。. 我们对传统的流动注射分析方法进行了改进，在实验室建立了溶解态Mn的催化动力学分光光度法和在线固相萃取——流动注射分析方法。对中国和加拿大标准海水样品的测定结果与推荐值无显著性差异，对GEOTRACES GS国际互校样品的分析结果偏差在10%以内。本实验室获得的东海黑潮区溶解态锰的垂直剖面与文献发表的西北太平洋垂直剖面基本吻合，证明了分析结果的可靠性。与华东师范大学张瑞峰老师合作，对不同采水器进行了互校，结果证明船载Niskin采水器经过严格的清洗以后可以实现对东海陆架溶解态锰样品的采集。. 通过搭载基金委共享航次、973项目航次和日本航次等近20次航次的机会，获得了长江口邻近海域及东海陆架、南海北部区域的溶解态锰样品。自2012年3月起每月在长江徐六泾采集样品，认识长江溶解态锰的季节与年际变化。东海溶解态Mn的浓度夏季最高，春、秋季基本相当，年际变化不显著。东海溶解态Mn的浓度在近岸区域含量较高，随离岸距离增加含量下降，受黑潮水入侵影响区域的含量较低。河流输入是近岸海域溶解态锰的重要来源，而水团混合是影响东海溶解态Mn分布的重要因素。溶解态锰在长江口邻近海域和东海陆架表现出非保守混合的行为，颗粒物吸附、沉积物再悬浮过程的释放、低氧条件下的再生、浮游植物的吸收利用等是影响锰生物地球化学循环的重要因素。其中长江口邻近海域的季节性缺氧对水体中锰的生物地球化学循环影响非常显著，缺氧季节底层水体中溶解态锰的含量是春季背景值的2-11倍。以箱式模型计算了东海溶解态锰的收支，东海溶解态锰的存留时间约为76–350天，与其它陆架边缘海比较相似，但低于开阔大洋。通过本项目的执行，获得了研究区域痕量元素溶解态Mn的高质量、翔实的数据，填补了长江口及东海溶解态锰的海洋生物地球化学研究领域的空白，为认识全球痕量元素Mn的海洋生物地球化学过程提供科学基础。