許慶華,陶 哲,楊華忠,章奕忠
(1.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局地球化學(xué)勘查與海洋地質(zhì)調(diào)查研究院,江蘇 南京 210007;2.國土資源部海岸帶江蘇南通野外基地,江蘇 南通 226300)
PH即酸堿度,Eh是鉑片電極相對于標(biāo)準(zhǔn)氫電極的氧化還原電位,兩者作為介質(zhì)(包括水、土壤等)環(huán)境物理化學(xué)性質(zhì)的綜合性指標(biāo),PH值高低反映介質(zhì)酸堿性的強(qiáng)弱,Eh值大小則表征介質(zhì)氧化性或還原性的相對程度(齊紅艷、馮德江等,2008)。在沉積物中,Eh、PH是兩個(gè)反映沉積環(huán)境的良好的綜合性指標(biāo),它們直接影響了沉積物(及孔隙水)中元素的地球化學(xué)行為、自生礦物的形成和轉(zhuǎn)化、成巖作用進(jìn)程等(朱而勤、王琦,1988),沉積物的溫度變化對各重金屬、碳酸鹽的附著及微生物的生長環(huán)境都有顯著的影響[1]。前人大多多長江口外的海域進(jìn)行海洋環(huán)境、水文、地球化學(xué)等進(jìn)行相關(guān)研究,對于長江口內(nèi)的臨江域特別是沉積物中的PH、Eh、T缺少精準(zhǔn)的調(diào)查和測定,本文通過對長江南通江域的120個(gè)表層沉積物中的PH、Eh、T進(jìn)行測定,分析他們的空間分布特征。
(1)樣品采集。研究區(qū)內(nèi)樣品站位設(shè)計(jì)見圖1,本次設(shè)計(jì)采樣站位120個(gè),現(xiàn)場測試指標(biāo)為PH、Eh、T;2020年5月在研究區(qū)江域內(nèi)使用箱式取樣器采取無擾動(dòng)沉積物120個(gè),樣品取上來后并用木勺采取0cm~10cm表層沉積物,裝入預(yù)處理的塑料瓶中,進(jìn)入船上實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行測試。
圖1 研究區(qū)江域和站位分布圖
(2)測試方法。本次PH、Eh、T采用PP-203多參數(shù)土壤理化分析儀進(jìn)行測定,該儀器測量精度為0.01,儀器使用前電極使用蒸餾水沖洗,PH、T電極用標(biāo)準(zhǔn)緩沖液進(jìn)行校準(zhǔn),Eh使用ORP標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行校準(zhǔn),校準(zhǔn)測定滿足連續(xù)三次內(nèi)測量數(shù)值不變,每次測定1min內(nèi)數(shù)值迅速穩(wěn)定,能夠真實(shí)反映沉積物的基本參數(shù)?,F(xiàn)場取樣后,送入實(shí)驗(yàn)室內(nèi),每個(gè)樣品進(jìn)行三次測量,待穩(wěn)定后讀取數(shù)值進(jìn)行記錄。
根據(jù)每個(gè)站位的PH值繪制PH值平面分布圖(圖3),可以看出研究區(qū)內(nèi)表層樣的最大PH值為8.93,位于南通市南部,最小PH值為6.34,位于長江口位置,平均PH值8.08。總體上呈現(xiàn)為中性-弱堿性環(huán)境[2]。
圖2 研究區(qū)表層沉積物PH平面分布圖
圖3 研究區(qū)表層沉積物溫度T平面分布圖
從圖中可以看出,表層沉積物的PH值有一定的分帶性和不均勻性??拷兜腜H大部分比離岸的PH值要高,南通市沿岸周邊PH值從7.52增加到8.93;長江中的沉積物PH值高低不均勻,張家港市北有PH值8.54的高值,也有7.4的相對低值;往下游大部分PH值均大于8.0,個(gè)別低于8.0;在下游入海口附近PH值有6.5、6.34的低值[3-6]。
圖4 研究區(qū)表層沉積物Eh平面分布圖
研究江域內(nèi)表層沉積物的溫度最小值14.2°位于下游入海口附近,最大值18.5°位于南通市南部江域,平均溫度16.45°總體分布較不均勻,在上游離岸溫度相對高于近岸溫度;在下游離岸溫度低于近岸溫度;可以看出上游溫度相對高于下游溫度,受到海水漲落潮影響,入??跍囟认鄬^低。
研究江域內(nèi)表層沉積物的Eh值變化-330mV~-11mV,平均值-130mV;這說明了該地區(qū)的表層沉積物處于還原環(huán)境中,大部分還原環(huán)境較強(qiáng);在上游離岸還原性比近岸的還原性強(qiáng),這與PH值的分布有相反的趨勢,總體來說整體分布不均為,上游的還原性比下游的還原性強(qiáng);表明該地區(qū)的沉積物類型以粉砂質(zhì)為主。
(1)研究區(qū)內(nèi)PH值變化于6.34~8.93之間,PH平均值8.08,空間分布具有分帶性和不均勻性,近岸PH值比離岸PH值高。
(2)沉積物Eh值變化與-300mV~-11mV之間,Eh平均值-130mv,空間分布也有若分帶性和不均勻性;上游的還原性比下游的還原性強(qiáng),表層沉積物沉積物屬于中性-弱堿性環(huán)境。
(3)溫度T值變化于14.2°~18.5°之間,T平均值16.45°溫度分布不均勻,自上往下游溫度有降低趨勢。