秦岭南坡山区小流域锶元素地球化学特征及来源解析

本研究以大气降水-枯落物层水-土壤层水-人类活动输入-河水中锶元素的地球化学行为为主线，采用水化学、生态环境和同位素地球化学方法相结合的手段，通过野外采样和实验室分析，测定各系统中主要离子含量、溶解的锶元素含量及其同位素比值，系统研究秦岭南坡山区小流域河水中锶元素的地球化学行为，分析河流生态系统中锶元素的来源及各来源的贡献率，示踪Ca、Mg、K、Na等营养元素的生物地球化学循环过程及污染物质的迁移转化过程，进一步揭示自然过程与人类活动对河流水环境地球化学的影响。.在该流域开展锶元素及其特征的研究，不仅能够进一步了解秦岭山区流域水体的地球化学过程及河水中溶解态物质的来源，而且为将来在我国广泛、深入的开展环境中特别是河流中污染物的源解析问题提供理论与实践基础，具有重要的借鉴和指导意义。

金水河流域是秦岭南坡地区典型的山区小流域，自然环境独特，是我国南水北调中线工程重要的水源涵养区，而该地区河流中的锶元素在水化学中起着重要作用。本项目以水循环过程中锶元素的地球化学过程为主线，通过6次不同时期采样，采用水化学、生态学和同位素地球化学方法相结合的手段，系统研究大气降水、枯落物层水、土壤层水及河水中锶元素的地球化学行为，分析秦岭南坡地区河流系统中锶元素的来源及其贡献率，同时示踪Ca、Mg等营养元素的生物地球化学循环过程。结果表明，流域源头大气降水中Sr2+的含量为39-51μg/l，其87Sr/86Sr比值平均为0.711076±0.011‰(Mean±2SE)；枯落物层水中Sr2+的含量为52~105μg/l，其87Sr/86Sr比值平均为0.711536±0.012‰；土壤层水中Sr2+的含量为144.8~234μg/l，其87Sr/86Sr比值平均为0.712129±0.013‰；河水中Sr2+的含量为44~120μg/l，平均值为74.7μg/l，87Sr/86Sr比值平均为0.711156±0.011‰，高于平均海水中87Sr/86Sr的比值0.7092。河水中Sr主要来源于大气沉降和岩石风化两端元，根据质量守恒原理，计算出大气沉降对河水中Sr的贡献率为72.36%，岩石风化对河水中Sr的贡献率为27.64%。本项目进一步揭示了自然过程对河流水环境地球化学的影响。在秦岭地区开展河流锶元素及其同位素的研究，不仅能够了解山区小流域水体的地球化学过程及河水中溶解态物质的来源，也为将来在我国广泛开展河流中污染物的源解析问题提供了理论和实践基础，具有重要的借鉴和指导意义。