第6章 海洋中痕量金属-2012.ppt

海洋中的痕量金属;第1节 引言;一、痕量金属在生物生长中的作用;痕量金属在海洋碳、氮循环中的作用;二、海水痕量金属分析的挑战;1969年Caribbean Sea样品比对结果;分析过程的污染仍是目前的严峻挑战;第2节 痕量金属元素的来源与迁出;大陆径流输入;大气沉降;海底沉积物间隙水向上覆水体的扩散;海底热液活动;人类活动;二、海洋中痕量金属的迁出;1. 氧化环境下颗粒物表面的吸附和沉淀;通过一系列过程将海洋中某一特定组分全部清除、迁出海洋所需要的时间。 可逆与不可逆吸附 氧化态与还原态共存;2. 结合进入生源颗粒物;主要阳离子EF最低；Fe最高 不同生物富集金属的能力不同，越低等生物往往有高EF值。;3、还原性环境;4、热液活动;第3节 痕量金属的垂直分布; 痕量金属垂直分布的类型;一、保守行为型;二、营养盐型;金属元素与主要营养盐之间的关系 ;;元素在生物体的富集因子（EF） 元素的颗粒沉降通量 水体运动的速率;三、表层富集型;;;As(III)：海洋生物为阻止As占用磷酸化酶中的结合格点而进行的As甲基化。 I-：河流输送或缺氧水体产生，而后水平输送。 ;四、中层极小值型;五、中层深度极大值;六、中层亚氧层的极大或极小值;七、缺氧水体中的极大或极小值;第4节 海洋痕量金属的水平分布;;;;第5节 海水中痕量金属的存在形态; 受无机配位体（Cl-、OH-、CO32-等）和有机配位体（多糖、腐殖酸等）的影响： 一些痕量金属（Cu+、Ag+、Hg2+）主要与Cl-、Br-等卤族元素结合 绝大多数二价和三价金属元素与OH-、CO32-形成强的络合物 绝大多数过渡金属（Fe、Co、Cu、Zn）与有机配位体络合。;;;;第6节 海洋中铁的生物地球化学循环;John Martin假说（1991）;Paul Falkowski假说（1998）;铁在海洋生物地球化学过程中的可能作用;;铁的地球化学性质：;两种价态：Fe（III）和Fe（II） 氧化性海水中，Fe（III）较重要。 Fe（II）： 溶解度更高、动力学上相对不稳定、有机络合作用弱、短暂存在于海水。;存在两类络合Fe（III）的有机配位体， 二者浓度之和（~ 2 nM）超过溶解态Fe浓度。 与有机配位体的络合降低了海水中无机Fe（III）的浓度，但阻止溶解态Fe被颗粒物清除、迁出。;铁输入海洋的途???;河流输入;大气沉降输入;海底热液输入 ;海底沉积物的输入 ;铁从海水的迁出;生物过程驱动的颗粒物垂向输出;三、铁生物地球化学循环的关键过程;铁的大气沉降;地壳尘埃粒径：1~100 ?m。 大颗粒在距离源区较近地方沉降，直径小于10 ?m的颗粒可输送至远方：来自中国戈壁沙漠的尘埃运移10000~15000 km到达中心太平洋仅需要8~14 d。 尘埃产生速率具有很大时空变化：降雨量、风速、人类对土地的利用模式等均会产生影响。;大气沉降颗粒通量;干、湿沉降贡献;沉降颗粒Fe的溶解度;铁的生物吸收;铁载体输送系统;铁载体（Siderophore）;生态系;Fe(II)或Fe(III)膜蛋白输送系统;海洋硅藻铁吸收速率与无机Fe浓度的关系;开阔大洋与沿岸海域浮游生物铁需求量的变化;Fe-limited硅藻对Fe加入的响应;铁的清除、迁出;南大洋悬浮颗粒物表面结合与内部结合的铁;溶解态铁：;溶解态Fe浓度分布;来自陆架沉积物的溶解态Fe向开阔大洋的输送;溶解态Fe的垂直分布;溶解态Fe主要以有机络合形态存在;颗粒态Fe;北太平洋亚热带环流区颗粒态Fe的垂直分布;五、海洋初级生产的Fe限制问题;已进行现场铁施肥实验的海域;讨论题