長江河口及鄰近海域表層沉積物中鐵溶解和磷釋放活性的動力學表征
關鍵詞：鐵 磷 活性 溶解動力學 絮凝
摘要：運用溶解動力學實驗及活性連續體模型表征了長江河口至東海鄰近海域表層沉積物中鐵(Fe)和磷(P)的活性。通過動力學數據擬合得到了活性組分的理論含量m0和表觀速率常數k。結果表明,Fe(Ⅱ)普遍存在于表層沉積物中,這應是高活性有機絡合態Fe(Ⅲ)絮凝/沉淀到沉積物中后快速還原的結果。沉積物中黏土及總有機碳(TOC)含量對Fe(Ⅱ)的m0及其k值起重要控制作用。從長江河口至鄰近海域沉積物中Fe(Ⅱ)均以FeCO3形態為主,FeCO3的溶解及與之相結合磷(主要為交換態P和自生P)的釋放導致Fe(Ⅱ)和P具有相似的溶解動力學特征。與吸附于Fe(Ⅱ)礦物相的P相比,與Fe(Ⅱ)礦物相共沉淀的P的m0較高,但k較低。與TOC含量較低的粗粒沉積物中的Fe(Ⅲ)相比,TOC含量較高的細粒沉積物中Fe(Ⅲ)的m0值較小,但k值較大。以上特征是Fe不同的氧化還原過程導致的。Fe(Ⅲ)氧化物的含量(m0)和活性(k)總體上控制著與之相結合P的含量(m0)及溶解活性(k)。雖然傳統活性Fe形態分析未能揭示出長江河口沉積物中活性Fe的富集作用,但溶解動力學表征結果表明,Fe的絮凝/沉淀導致河口沉積物中活性Fe的明顯富集,且該過程主要發生在鹽度明顯增加的低鹽度河口區。
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