珠江口早期成岩过程中痕量金属的地球化学行为研究

河口作为一个主要的沉积区，是环境中痕量金属和营养物质的重要接收器。痕量金属在沉积物中累积还是向水体释放取决于沉积物-水界面物理、化学和生物条件的相互作用，由于这种再分配在很大程度上决定了痕量金属的迁移性和毒性，而这种再分配基本上发生在早期成岩过程中。因此，深入了解早期成岩过程中痕量金属元素在河口沉积物-水之间的转化、迁移及归宿具有十分重要的现实意义。本项目拟以珠江河口若干典型环境的沉积柱和底层水样品为研究对象，建立沉积物和孔隙水中氧化还原敏感元素（Fe、Mn、U 和V）、痕量金属元素以及主要的氧化还原参数的垂向剖面，查明沉积物早期成岩过程中痕量金属元素的地球化学行为。并通过分别在缺氧（模拟原位环境）及好氧条件下进行的交换实验估算痕量金属元素在沉积物-水界面的交换通量，评估沉积物氧化还原状态变化对痕量元素迁移、转化的影响。在此基础上，探讨早期成岩作用对珠江口重金属潜在生物毒性的影响。

河口作为一个主要的沉积区，是环境中痕量金属和营养物质的重要接收器。痕量金属在沉积物中累积还是向水体释放取决于沉积物-水界面物理、化学和生物条件的相互作用，由于这种再分配在很大程度上决定了痕量金属的迁移性和毒性，而这种再分配基本上发生在早期成岩过程中。因此，深入了解早期成岩过程中痕量金属元素在河口沉积物-水之间的转化、迁移及归宿具有十分重要的现实意义。本项目采用重金属总量（Cr, Ni, Cu, Zn和Pb）、酸挥发性硫化物和同步提取的重金属（AVS-SEM）以及重金属形态组分评价了珠江口及近海沉积物中重金属的污染程度和生态风险。研究结果表明，珠江口主要污染重金属是Cu和Zn；人为来源的重金属主要存在于总可提取态中，当环境参数变化时可能被生物体吸收从而产生危害；为了获得更综合全面的重金属生物可利用性等信息，有必要采用多种评价方法。沉积物成岩作用导致元素源和汇的变化，这一过程对锰等氧化还原敏感元素在全球的地球化学质量平衡具有重要影响。为了查明珠江广州段及珠江口不同盐度梯度区的早期成岩作用对氧化还原敏感元素的影响，本研究对四个站位的上覆水、沉积物及间隙水中的阴离子（硫酸根离子和氯离子）和金属元素（Fe, Mn, Ba, U, V, K, Na, Ca, Mg, Sr和Ga）进行了分析。结果表明，间隙水中硫酸根离子、碱金属（Na和K）和碱土金属元素（Mg, Ca和Sr）的分布主要受盐度的控制；间隙水Mn垂向含量变化表明在次表层沉积物中存在Mn还原现象并导致了Mn在表层沉积物的相对富集；上覆水和间隙水金属含量变化显示，U和V从上覆水向沉积物输入，而其他金属元素则从沉积物向上覆水扩散。