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铜和锌在富营养湖泊好氧和缺氧水层中循环的比较 HanBin Xue ,Rene Gachter and Laura Sigg 关键词： Cu,Zn,Fe和Mn，金属循环，富营养化湖泊，含氧水层，Sempach湖，Greifen湖 摘要： 在两个富营养化湖泊中铜和锌循环的数据如下：Greifen湖在其底部为季节性缺氧，而Sempach湖在冬季加气和在夏季充氧。他们认为湖底充氧能够：1）.提高湖底沉泥中铜的释放，但是2）.也能加速截留和沉积铜和锌刚形成的锰和铁氧化物。 简介 湖泊中的铜和锌的循环与生物过程相关，因为这两种元素是浮游植物必不可少的微量营养素（巽，1990），也是发生在好氧和缺氧边界的生物过程中必不可少的微量营养素（汉密尔顿 - 泰勒和进戴维森，1995）。绑定到生物材料导致的铜和锌的沉淀（希克等，1987年，1995年）。然而，与其他类型的粒子结合，特别是含铁和锰氧化物的湖泊内沉淀，也可能发挥了显著作用。在很多湖泊中发生在好氧和缺氧边界的铁和锰的氧化还原，能通过清除表面刚刚形成的铁和锰氧化物来影响其他元素的循环。（汉密尔顿 - 泰勒和戴维森，1995年）。 大多数在富营养化湖泊中的微量金属循环的研究已在季节性缺氧均温的湖泊中进行（Morfett等，1988;雷诺兹，汉密尔顿 - 泰勒，1992年; Balistrieri等，1992;希克等人，1987年，1995年;汉密尔顿泰勒和戴维森，1995）。在本研究中，铜和锌的沉淀在两个不同的氧化还原条件下的富营养化湖泊中调查：湖Sempach，富营养化，但人工充氧，提供了研究跟踪独特好氧均温条件下的金属循环的机会，在接触缺氧沉积物，与高沉积速率的有机物质和铁，锰氧化物。相比之下，湖Greifen开发成经季节性缺氧均温。这两个湖泊之间的比较，使我们能够评估颗粒组成的相对重要性（如有机物质，铁和锰氧化物）和铜和锌的沉淀溶液中的配体。在这项研究中，我们展示了湖区Greifen和Sempach的数据，这数据是对于水中铜和锌的浓度和形态的季节性变化，对铜和锌的沉淀颗粒的浓度，对季节性解决这些微量金属通量和微量金属浓度的变异 沉积物中。基于这些结果，我们讨论在氧化还原条件和湖底均温充氧条件下对富营养化湖泊中铜和锌循环的影响。我们特别感兴趣地去研究是否锌和铜连同Fe和Mn的沉积物被回收，以及是否新鲜沉淀的铁和锰氧化物清除了Zn和Cu和增加他们的沉积速率。 实验 采样点 Sempach湖是一个富营养化湖泊，它的主产率每年约380每c㎡每2年（Gchter和Meyer，1990）。它位于瑞士的中心，有表面面积14.4平方公里，体积662x106米3，最大深度87米和17年的平均水力停留时间。在1984年之前的湖泊暑假期间的缺氧深度 60米; 期间的营业额，混合起来也往往不足够密集来完全恢复02年的赤字。自1984年以来，一直家、将纯氧引入到湖底，在夏天以3吨每天的速率，在冬季是冒泡压缩空气（370米），以提高混合效果。因此，02年浓度超过3毫克/L，甚至在湖的最深点（87米）。Greifen湖是高度富营养化，每年主产率500克每平方厘米每2年“（Btihrer和Wasmer，1992年）。它有8.5公里的表面积，体积为150 ×106米3，最大水深32.2米，平均水力停留时间为1.1年。从6月至11月，湖水缺氧深度超过10米。 沉淀颗粒收集 沉积物捕集装置（有机玻璃管的高度与直径之比为9至10）放置在这两个湖泊最深的地方，分别为水深15米和28米的湖Greifen（库恩，1992）和水深为20米和80米的湖Sempach。沉淀物收集在约3个星期的时间间隔（2-5周），1990到91年间是在这两个湖泊，1994年期间在湖Sempach。这是冷冻干燥，称重，并保持在低温。在最深的收集原状沉积物岩心（直径6.5厘米）位置，分别在1994年1月和1995年10月在湖Sempach中，湖Greifen在1995年12月，。沉积物岩心取样后，在收集的4 h内切成0.5-1厘米的厚层。然后，他们被冻干，称重和保持在4。金属分析，冻干材料与盐酸，硝酸，在消化微波消解装置（里程碑MLS -1200万），高压（可达8兆帕）聚四氟乙烯烧杯2小时，（希克等，1995）与硝酸清洗。铁，锰，钙，镁，锌和铜的测定电感耦合等离子体发射光谱法（ICP - OES的）。颗粒磷钼酸分光光度法（标准方法，1989年），确定后消化干料HCI- HNO3微波消解装置或在K2S20s高压灭菌器在2小时120（Gichter等人，1992年）。消化技术相差在10％左右。有机碳和氮的测定通过一个C，H，N分析仪的Whatman GF / F过滤器（贺利氏），根据Hupfer等。 （1995年）。 在水柱中的金属含量 水