胶州湾沉积物中铁的形态、微生物活性以及对硫化物的缓冲容量
海洋沉积物中活性铁是早期成岩作用的重要参与者。活性铁的形态、含量对硫、磷、碳及微量金属等的地球化学循环具有重要影响，对去除游离的硫化物也起着很重要作用。铁异化还原是铁循环的重要过程，微生物可还原铁(III)是高活性铁的一部分，其含量是表征铁异化还原潜在可能性的重要参数。本文选择胶州湾沉积物作为研究对象，结合粒度和有机碳等参数开展了以下工作：采用Lord法和序列提取法研究了表层沉积物中总铁（FeT）和各形态铁的含量和空间分布特征；通过测定胶州湾四根柱样中酸挥发性硫化物（AVS）、黄铁矿及6NHCl、0.5NHCl提取的铁，研究了铁和硫的相互作用及富营养化对硫化物缓冲容量的潜在影响；采用盐酸羟胺提取法研究了胶州湾表层和柱状沉积物中微生物可还原铁（MR-Fe(III)）含量、水平分布及垂直变化。所得研究结果如下： 1、胶州湾表层沉积物中各形态铁含量的相对大小关系为：FePR（弱活性层状硅酸盐铁）>FeU（非活性铁）>Feox2（晶型Fe(III)氧化物>Fecarb+AVS（固相Fe(II)）>Feox1（易还原的Fe(III)氧化物）>Fepy（黄铁矿铁）>Femag(磁铁矿)，各形态铁受黏土组分的控制作用较小，可能与人类活动引起的废水输入的影响有关。 2、胶州湾沉积物中FeU、高活性铁（FeHR）及FePR在总铁中所占比例次序为FePR>FeU>FeHR，说明FePR对总铁的贡献最大，而FeHR对总铁的贡献最小 3、尽管胶州湾水体经历富营养化，沉积物中AVS和黄铁矿（FeS2）的形成和积累仍然受到较低含量的活性有机质的限制。 4、0.5NHCl提取的活性铁（LFe）对溶解硫化物的快速缓冲起着决定性作用，且该快速缓冲并未导致LFe的耗尽，较高的剩余缓冲容量能确保溶解硫化物在沉积物中被快速缓冲，因此不会对底栖生态系统产生危害。 5、富营养化对于铁和硫地球化学的重要影响仅限于河口沉积物，因为河口区直接受陆源输入的影响，但在胶州湾其它区域则没有明显影响。 6、表层沉积物中MR-Fe(III)含量范围为1.1-36.7μmol/g，MR-Fe(III)仅仅是高活性铁的一部分，占总活性铁的比例会更小。其含量与有机质含量无明显的相关性，与粘土组分也仅仅具有比较弱的相关性，可能与人类活动引起的污水排放有关 7、柱状沉积物中MR-Fe(III)含量随深度快速降低（在0-15cm深度范围内），铁异化还原及化学还原对其降低可能都有一定贡献，但在深部并未耗尽说明无论铁的化学还原还是异化还原不会受高活性铁含量的限制，有机质活性可能是限制这两路径的最终因素。
胶州湾沉积物;微生物活性;硫化物;缓冲容量
中国海洋大学
硕士
应用化学
姬泓巍
2013
中文
P736.2
84
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）