海水中微量元素.doc

haishui weiliang yuansu
海水微量元素
minor elements in sea water
   海水中含量小于 1毫克/升的元素。海水是一个多组分、多相的复杂体系,%以上的11种常量元素(见)之外,都是微量元素。它们广泛地参加海洋的生物化学循环和地球化学循环(见),因而不但存在于海水的一切物理过程、化学过程和生物过程之中,并且参与海洋环境各相界面,包括海水-河水、海水-大气、海水-海底沉积物、海水-悬浮颗粒物、海水-生物体等界面的交换过程。在这些过程中,微量元素的化学反应是十分复杂的。虽然它们从环境输入海水体系的速率和输出到环境中去的速率相当,可是不同的微量元素有不同的输入或输出的速率;微量元素在海水中还有区域分布和垂直分布;它们有一定的存在形式,而且不断通过各相界面迁移。这些方面,都是海洋化学的重要的研究内容。
20世纪50年代以前,为了研究海洋生物和发展海洋渔业,曾对碳、氮、磷、硅、铁、锰、铜等营养元素在海水中的含量及其分布,进行过一些调查。人们从50年代开始,才对海水微量元素进行地球化学研究。例如:1952年,(见);1954年,;1956年,,进行了实验室模拟试验。但是早期测定的数据,有一些是不可靠的,、可能的化学形式和逗留时间的估算表之后,微量元素的测定,才有一些准确度很高的结果。随后,:它们必须具有海洋学的一致性,即海洋中经过相同的物质循环过程的微量元素,应有较好的相关关系,它们在海水中的含量应有类似的分布。例如:铜如果参加生物循环,则它的分布应与参加生物循环的氮、磷或硅等营养元素相类似。
含量和逗留时间下表列出了海水中微量元素的含量、可能存在的化学形式和在海水中的逗留时间。化学元素在海水中的逗留时间的定义可表示为:
                  [277-10]                    式中A为海水中某元素的总含量;Q为该元素每年向海洋的输入量或从海水的输出量; 为该元素在海水中的逗留时间,单位是年。由于元素在海水中的总含量 A不变,所以每年向海洋输入的量与从海水输出的量相等,都等于△Q。由于年输入量和年输出量数据的近似性,不能把所估算的逗留时间的数值看作为确切的年代数,只能反映不同化学元素的化学反应活性。逗留时间越短,说明此元素的地球化学反应活性越大,反之亦然。例如:地球化学反应活性较差的元素,如钠、钾、钙、镁等,逗留时间长达10~10年;而钍、铝、铁等,只有10年的量级。
    [海水中化学元素含量及其逗留时间估算表]
  [海水中化学元素含量及其逗留时间估算表续表]
影响分布的过程微量元素在海水中的分布及其变化,都受其来源和海洋环境中各种过程的影响。这些过程称为控制过程,包括各种化学过程、生物过程、物理过程、地质过程和人类活动等,其中最突出的是生物过程、吸附过程、海-气交换过程、热液过程、海水-沉积物界面交换过程等。
生物过程