南沙海域表层水中 210 Po/ 210 Pb不平衡及其海洋学意义

Abstract

对南沙海域表层水中溶解态( 0.45 mm) 210 Po和 210 Pb进行了研究. 结果表明, 南沙海域表层水中溶解态和颗粒态 210 Po平均比活度分别为0.61 Bq/m 3 (n = 24)和0.43 Bq/m 3 ( n = 23). 溶解态和颗粒态 210 Pb 平均比活度分别为1.66 Bq/m 3 ( n = 24)和0.23 Bq/m 3 ( n = 23). 颗粒态 210 Pb比活度约占总 210 Pb比活度的12%, 与开阔大洋相应值吻合; 而颗粒态 210 Po占总 210 Po的比例约40%, 明显高于开阔大洋和富营养海域. 根据稳态不可逆模型得到总 210 Po和 210 Pb的停留时间分别为0.82 和1.16 a. 清除过程中 210 Po和 210 Pb的平均分馏因子由清除速率常数法和固-液分配系数法计算分别为5.42和6.69, 揭示了 210 Po和 210 Pb从溶解相清除至颗粒相的过程中发生了明显的分馏. 进一步的研究证明了南沙海域 210 Po和 210 Pb的分馏主要由微生物控制, 与富营养海域的分馏机制不同: 在富营养海域, 浮游植物颗粒和粪粒充当 210 Po和 210 Pb清除和迁出过程的主要载体, 210 Po和 210 Pb的分馏主要发生于浮游植物颗粒和粪粒对两核素的清除过程; 在寡营养南沙海域, 由于浮游植物颗粒和粪粒的相对贫乏, 使微生物对 210 Po的清除作用相对突出, 并在此过程中使 210 Po和 210 Pb产生明显的分馏效应. 这与寡营养的马尾藻海的研究结果极为相似, 进一步证实寡营养海域和富营养海域 210 Po生物地球化学行为和循环路径的差异. 这表明 210 Po可能是研究与微生物有关的海洋学过程, 尤其是研究硫族元素(S, Se, Te和Po)生物地球化学循环的有用示踪剂.