桑溝灣不同形態(tài)錳的分布、季節(jié)變化及其影響因素.pdf

1、錳是海洋中的痕量元素，主要來(lái)源于河流、大氣沉降和沉積物的礦化溶出等。海洋中的Mn不僅常被用來(lái)研究不同來(lái)源的物質(zhì)輸送及水團(tuán)混合的影響，而且它作為生物體所必需的微量營(yíng)養(yǎng)元素之一，是細(xì)胞代謝過(guò)程（例如固氮過(guò)程、硝酸鹽同化及光合作用）中酶促反應(yīng)的輔助因子，又可通過(guò)生物代謝、死亡沉降等物理或化學(xué)過(guò)程重新釋放進(jìn)入海洋，影響著全球碳、氮及其他微量元素的生物地球化學(xué)循環(huán)。因此，海洋中錳的生物地球化學(xué)研究引起了科學(xué)家們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。桑溝灣是面向黃海的半

2、封閉型海灣，也是我國(guó)北方重要的養(yǎng)殖基地，是研究錳的生物地球化學(xué)循環(huán)的良好場(chǎng)所，其來(lái)源、通量及養(yǎng)殖生物活動(dòng)影響的研究對(duì)豐富錳的生物地球化學(xué)研究具有十分重要的科學(xué)意義。
　　本文在實(shí)驗(yàn)室復(fù)現(xiàn)了兩步提取法測(cè)定沉積物中的錳及紫外消解法測(cè)定有機(jī)結(jié)合態(tài)錳(DOMn)的方法。利用兩步提取法對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)水系沉積物(GSD-9)中醋酸提取態(tài)錳(HAc-Mn)和總錳(TMns)進(jìn)行平行測(cè)定，精密度分別為3.0％和4.3％，與給定TMns的推薦值不存

3、在顯著性差異(P=0.95，n=7)，回收率為99.9％;紫外消解法測(cè)定DOMn的實(shí)驗(yàn)條件:紫外燈波長(zhǎng)254 nm，pH=2，10 mL體系加入H2O2(30％)25μL，連續(xù)照射2h，利用該方法對(duì)EDTA-Mn溶液進(jìn)行平行測(cè)定，精密度好于5.0％，其回收率為93.5％～95.2％。
　　利用復(fù)現(xiàn)方法和實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的催化動(dòng)力學(xué)分光光度法（高碘酸鈉-隱形孔雀綠體系）對(duì)2011年和2013年春、夏、秋、冬四個(gè)季節(jié)總計(jì)8個(gè)航次桑溝灣養(yǎng)殖海

4、區(qū)水體中溶解態(tài)無(wú)機(jī)錳(DIMn)及表層沉積物中的錳和2013年4個(gè)航次水體中DOMn進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明，桑溝灣2011-2012年春、夏、秋、冬4個(gè)季節(jié)DIMn的濃度范圍分別為12.5～579.3、19.1～182.9、8.9～49.4和5.4～56.0nmol/L，呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化（t檢驗(yàn)，p＜0.05，n=19），春季最高，夏季次之，秋、冬季較低，全年平均值為（63.4±71.8）nmol/L。桑溝灣2013-2014年春、夏

5、、秋、冬4個(gè)季節(jié)的DIMn的濃度范圍分別為10.7～163.1、8.6～208.3、7.8～42.9和3.2～38.9 nmol/L，呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化（t檢驗(yàn)，p＜0.05，n=19），春季最高，夏季次之，秋、冬季較低，全年平均值為（36.0±22.2）nmol/L。桑溝灣DIMn的分布規(guī)律基本類(lèi)似，均呈現(xiàn)出河口區(qū)濃度較高，自近岸到外海逐漸降低的趨勢(shì)。除了2011年春季DIMn的濃度異常高之外，其他季節(jié)不存在顯著的年際間差異（t檢驗(yàn)

6、，p＜0.05，n=19）。在4月份，桑溝灣DIMn的周日變化與潮汐呈現(xiàn)出較好的負(fù)相關(guān)關(guān)系。與相鄰的愛(ài)蓮灣和俚島灣相比，桑溝灣DIMn的濃度在春、夏季較高，秋、冬季沒(méi)有顯著的差異（t檢驗(yàn)，p＜0.10，n=19）。桑溝灣2013-2014年春、夏、秋、冬4個(gè)季節(jié)DOMn的濃度范圍分別為2.0～24.2、1.5～73.8、0.2～8.8和1.3～15.3 nmol/L，呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化（t檢驗(yàn)，p＜0.05，n=19），春、夏季高于秋

7、、冬季，全年平均值（9.0±4.9）nmol/L。分布大致呈現(xiàn)近岸高于外海的趨勢(shì)。2013-2014年4個(gè)航次的總?cè)芙鈶B(tài)錳(TDMn)的濃度范圍分別為16.6～177.0、11.7～276.0、9.0～44.4和4.5～50.7nmol/L，呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化（t檢驗(yàn)，p＜0.05，n=19），春、夏季高于秋、冬季，全年平均值（45.1±25.5）nmol/L。分布從近岸到外海逐漸降低，春、夏季梯度變化更顯著。
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8、1-2012年春、夏、秋、冬4個(gè)季節(jié)表層沉積物中TMns的含量范圍分別為363～1507、392～1742、474～760和487～801mg/kg，呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化（t檢驗(yàn)，p＜0.05，n=8），春、夏季高于秋、冬季，全年平均值(754±158)mg/kg。桑溝灣2013年4月、10月和2014年1月三個(gè)航次表層沉積物中TMns的含量范圍分別為527～1178、326～866和530～739mg/kg，春季高于秋、冬季（t檢驗(yàn)，

9、p＜0.05，n=8），全年平均值（710±149）mg/kg。表層沉積物中TMns的含量不存在顯著的年際間差異（t檢驗(yàn)，p＜0.05，n=8）。桑溝灣2011-2012年4個(gè)航次表層沉積物中HAc-Mn的含量范圍分別為297～1129、177～1108、238～450和219～552mg/kg，呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化（t檢驗(yàn)，p＜0.05，n=8），春、夏季高于秋、冬季，全年平均值（417±97）mg/kg。桑溝灣2013年4月、10月

10、和2014年1月三個(gè)航次表層沉積物中HAc-Mn的含量范圍分別為226～591、153～457和213～349 mg/kg，春季高于秋、冬季（t檢驗(yàn)，p＜0.05，n=8），全年平均值（377±115）mg/kg。表層沉積物中HAc-Mn的含量不存在年際間的差異（t檢驗(yàn)，p＜0.05，n=8）。桑溝灣表層沉積物中錳含量的季節(jié)性變化與灣內(nèi)養(yǎng)殖生物的養(yǎng)殖周期及灣口水動(dòng)力有密切的關(guān)系。
　　桑溝灣海域DIMn的主要來(lái)源包括河流和地下水的