本文關(guān)鍵詞：鐳同位素對膠州灣水體混合及海底地下水排放的示蹤研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國海洋大學》 2015年

鐳同位素對膠州灣水體混合及海底地下水排放的示蹤研究

董文華  

【摘要】：海灣是近海生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,也是受人類活動影響最為嚴重的海域。分析膠州灣鐳同位素的比活度水平及分布特征,并以之為示蹤劑進行水體混合、水體年齡和海底地下水排放(SGD)及其攜帶的營養(yǎng)鹽排放通量的估算,是深入研究膠州灣水體物質(zhì)的來源歸宿、收支平衡的有效方法。本研究建立了RAD7快速測定224Ra的方法；分析了膠州灣224Ra和223Ra的時空分布特征；基于放射性鐳同位素示蹤技術(shù),研究了膠州灣水體混合狀況；利用“鐳同位素表觀年齡模型”計算了膠州灣表層水體年齡,并與納潮量法進行了對比；最后利用“鐳同位素質(zhì)量平衡模型”計算了不同季節(jié)膠州灣SGD及其攜帶營養(yǎng)鹽的排放通量。分析了膠州灣不同季節(jié)的營養(yǎng)鹽與224Ra的相關(guān)性,及不同季節(jié)膠州灣營養(yǎng)鹽的結(jié)構(gòu)特點本研究主要得到以下結(jié)論：(1)利用RAD7測定224Ra時,系統(tǒng)中串聯(lián)的干燥柱越多對測定的精密度影響越大,延長測定時間可以提高測定的精密度。在測定系統(tǒng)中,使用一根小體積干燥柱、測定時間為60mi n即可得到最佳測試效果,其效率平均值為6.57±0.19%(n=7)(2)膠州灣水體中224Ra比活度表現(xiàn)出了“高潮時低、低潮時高”的周日變化規(guī)律,但223Ra同位素比活度卻沒有與水深表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。224Ra、223Ra比活度變化具有明顯的季節(jié)性特征,且與當年相應(yīng)季節(jié)的降水量密切相關(guān)。膠州灣周邊的河口附近及水深較淺的灣頂區(qū)域具有最高的224Ra、223Ra的比活度值。對于224Ra而言,夏季和秋季分布特點較一致,均在灣頂和靠近河口區(qū)域出現(xiàn)高值,冬季和春季的分布特點具有較高的相似性,灣內(nèi)有大面積的224Ra低值區(qū)域出現(xiàn)。對于223Ra而言,春季的5月、整個夏季、秋季的9月以及冬季的223Ra均在河口處出現(xiàn)高值；秋季的10月223Ra在灣頂出現(xiàn)高值。夏季膠州灣表層水223Ra比活度明顯高于秋、春、冬,并且分布特點與同一季節(jié)的224Ra比活度分布特點相同。(3)224Ra與鹽度的分布特點比溫度-鹽度指標可以更好地指示膠州灣內(nèi)外的水體混合狀況。2013年春季膠州灣磷酸鹽(DIP)和硅酸鹽(DSi)濃度變化主要受控于外海水,而影響DIN濃度變化的因素較復雜,NH4+和NO2-均與224Ra呈正相關(guān)、與鹽度呈負相關(guān),說明兩種還原性的氮營養(yǎng)鹽的主要來源很有可能是SGD。2014年膠州灣表層水體DIP、DSi的主控因子與2013年相同,均為潮汐,但DIN的主控因子有所變化,2013年陸源輸入及人類活動對春季膠州灣表層水體DIN影響顯著,而2014年春季SGD對DIN的影響顯著。計算所得膠州灣表層水體年齡分別為春季為10.0天,夏季為12.9天,秋季為9.6天,冬季為16.9天。(4)SGD為膠州灣中224Ra的重要來源,SGD提供的224Ra占所有源項總量的百分比范圍為45.9%-75.9%。膠州灣的SGD排放通量顯著高于地表徑流,其變化范圍為4.37cm/d～12.02cm/d,其中夏季和秋季SGD排放量基本相等,共約占全年排放量的70%;春季SGD排放量略高于冬季,共占全年SGD排放量的30%。膠州灣SGD排放的營養(yǎng)鹽是膠州灣營養(yǎng)鹽的重要來源之一。SGD排放的營養(yǎng)鹽中DIN、DIP、DSi的排放量基本集中在夏季和秋季,SGD在夏季和秋季輸入的DIN、DIP、DSi總量均占全年總排放量的70%。NH4-N是SGD輸入的DIN主要存在形式,在全年平均輸入量中,NH4-N占氮營養(yǎng)鹽輸入總量的75.7%。(5)春季DIN、DSi、NO2及NO3-均與224Ra呈顯著的正相關(guān),夏季除DSi外,其余各營養(yǎng)鹽均與224Ra呈很好的相關(guān)性,且夏季時DIP和NH4+與224Ra的相關(guān)性均高于春季,說明SGD對夏季膠州灣DIP和NH4+濃度的控制程度高于春季。秋季營養(yǎng)鹽與224Ra均呈顯著正相關(guān),說明秋季膠州灣各營養(yǎng)鹽濃度均由SGD控制,且控制程度強于春季和夏季。冬季膠州灣營養(yǎng)鹽與224Ra同樣表現(xiàn)出顯著正相關(guān),雖然冬季SGD排放量少于夏季和秋季,但冬季膠州灣河流輸入大幅度減少,所以造成冬季膠州灣營養(yǎng)鹽濃度高度受控于SGD的排放量。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P734.4
【目錄】：

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