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.pdf

1、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

2、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60min即可得

3、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

4、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

5、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

6、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4.37 cm/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％。

7、　　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