Các quá trình vật lý và hóa học của hồ - Chương 8

Hướng ôxi hoá, vòng tuần hoàn nguyên tố trong hồ8.1 Giới thiệuCh ơng này giới thiệu sự biến đổi và di chuyển của một số nguyên tố kim loại, phi kim và nuclit phóng xạ đã đ ợc lựa chọn giữa các thời kỳ hoặc giữa các phần trong hồ, sự sinh ra từ sinh học và hoá học thông qua phản ứng ô xi hoá. Chính sự liên quan với không gian và phân bố theo thời gian và không gian của nguyên tố đánh dấu trong dung dịch hoà tan, trong hạt lơ lửng, và trong trần tích....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các quá trình vật lý và hóa học của hồ - Chương 8 Ch ¬ng 8 h íng «xi ho¸, vßng tuÇn hoμn nguyªn tè trong hå8.1 Giíi thiÖuCh ¬ng nμy giíi thiÖu sù biÕn ®æi vμ di chuyÓn cña mét sè nguyªn tè kim lo¹i,phi kim vμ nuclit phãng x¹ ®· ® îc lùa chän gi÷a c¸c thêi kú hoÆc gi÷a c¸cphÇn trong hå, sù sinh ra tõ sinh häc vμ ho¸ häc th«ng qua ph¶n øng « xi ho¸.ChÝnh sù liªn quan víi kh«ng gian vμ ph©n bè theo thêi gian vμ kh«ng gian cñanguyªn tè ®¸nh dÊu trong dung dÞch hoμ tan, trong h¹t l¬ löng, vμ trong trÇntÝch. Nã ® îc cËp nhËt vμ bæ sung mét c¸ch kh¸ch quan (Scholkvit 1985) tÊt c¶sÏ ® îc tÝnh ®Õn trong tr¹ng th¸i ph¶n øng «xi ho¸ cña c¸c kim lo¹i kiÒm vμ137 Cs.Tr íc ®©y ta ®· c«ng nhËn r»ng qu¸ tr×nh ho¹t ®éng c¬ b¶n cña sinh ho¸ tronghå gièng trong ®¹i d ¬ng (Scholkvit 1985; Murray 1987), nh ng thùc chÊtkh«ng gièng trong ®¹i d ¬ng, m« h×nh ®¬n gi¶n lμ theo sù t¸c ®éng vμ ph©n bècña nguyªn tè Ýt khi thÊy trong hå. §iÒu nμy ® îc cho lμ bëi qu¸ tr×nh ®éng lùctù nhiªn cña hå cao, ë ®ã nguån cung cÊp qu¸ tr×nh x¸o trén vμ qu¸ tr×nh dichuyÓn vÒ c¨n b¶n cã thÓ kh¸c nhau trong nh÷ng kh«ng gian hiÖn t îng kh¸cnhau, nh lμ sù biÕn ®æi lín h¬n cña viÖc läc s¹ch chÊt bÈn trong c¸c ph ¬ngdiÖn (vÝ dô, nh nh÷ng m¶nh vôn v« cïng nhá bÐ, thùc vËt næi vμ gi¸ng thuût¹i sinh), møc ®é biÕn ®æi thμnh phÇn ho¸ häc n íc hå, vμ ¸p suÊt theo tû lÖ ®és©u. Mét minh ho¹ gÇn ®©y vÒ sù thiÕu v¾ng ¶o cña ®íi «xÝt cã ho¸ trÞ thÊptrong rÊt nhiÒu hÖ thèng hå, n¬i mμ sù chuyÓn tiÕp tõ ®íi «xÝt sang ®íi gi¸ngthuû Sunfit lμ rÊt ®ét ngét.Trong thùc tÕ quan s¸t c¸c ®Æc tÝnh ph©n bè vμ ho¹t ®éng cña c¸c nguyªn tètrong hå lμ rÊt kh¸c nhau, mÆc dï nh÷ng hiÖn t îng nghi ngê ®· ® îc nãi râ ®Ócã c¨n cø v÷ng ch¾c cho sè liÖu nguyªn tè ®¸nh dÊu trong n íc s¹ch ®· ® îcc«ng bè. Nh÷ng nghi ngê ®ã xuÊt ph¸t tõ sù ph¸t triÓn nh÷ng n¨m gÇn ®©y cñakü thuËt lμm s¹ch t ¬ng ® ¬ng nh trong nh÷ng nghiªn cøu cña h¶i d ¬nghäc, vμ kÕt qu¶ lμ sù gi¶m xuèng gi¸n tiÕp cña mËt ®é nguyªn tè ®¸nh dÊu(Jonhson cïng céng sù, 1992a). H¬n n÷a viÖc ¸p dông c«ng nghÖ kü thuËt s¹chcho hÖ thèng n íc s¹ch ®· cung cÊp b»ng chøng trùc tiÕp cña mét sè b¸o c¸okh«ng ®óng tr íc ®©y vÒ mËt ®é nguyªn tè ®¸nh dÊu (Windom cïng céng sù,1991). Mét nh©n tè kh¸c ®ãng gãp cho b¶n b¸o c¸o vÒ sù biÕn ®æi ho¹t ®éng cña 348 http://www.ebook.edu.vnnguyªn tè ®¸nh dÊu trong hå cã thÓ sÏ cung cÊp sù ®a d¹ng trong ph ¬ng ph¸pnghiªn cøu.Nh÷ng ph ¬ng ph¸p nμy bao gåm c¶ nh÷ng nghiªn cøu trong ph¹m vi phßngthÝ nghiÖm, tõ lóc cßn Êp ñ trong nh÷ng thÝ nghiÖm cho ®Õn khi liªn tiÕp rót ra® îc nh÷ng quy t¾c, ph¹m vi nh÷ng thÝ nghiÖm bao gåm c« lËp Mesocosma haytoμn bé c¸c hå trong ®ã c¸c nguyªn tè hay c¸c chÊt phãng x¹ ®¸nh dÊu ® îccéng thªm vμo vμ vËn ®éng trong ®iÒu kiÖn nh©n t¹o, vμ trªn ph¹m vi Synopbao gåm lu«n phÐp ®o cña mét hay nhiÒu h¬n c¸c mÆt c¾t th¼ng ®øng cña dßngch¶y (vÝ dô, gradient mËt ®é) trong c¶ cét n íc vμ trÇm tÝch, dßng ch¶y l¾ng®äng bëi trÇm tÝch, vμ dßng khuyÕch t¸n trªn mÆt tiÕp xóc trÇm tÝch - n íc®ang ® îc sinh vËt ®¸y khoÐt thμnh hang.Còng gièng nh hÇu hÕt c¸c nguyªn tè chÞu t¸c ®éng cña mét sè møc ®é trongvßng tuÇn hoμn «xi ho¸ khö trong hå. Trong nghiªn cøu tæng qu¸t sím nhÊtcña m×nh, Scholkvitz (1985) ®· nhÊn m¹nh vÒ mèi quan hÖ gi÷a ph¶n øng «xivμ tÝch l u ®éng cña nguyªn tè, nh÷ng nguyªn tè ph¸t triÓn trong m«i truêngyÕm khÝ (thiÕu «xi) tÇng n íc hå s©u cña tÇng n íc h÷u Ých nh mét mÉu ®Óminh ho¹ cho ¶nh h ëng cña tr¹ng th¸i «xi ho¸ khö. Ch ¬ng nμy, víi mét sùtham gia kh¸c nhau, mang ®Õn c¸i nh×n tæng qu¸t rÊt réng theo vßng tuÇnhoμn «xi ho¸ trong hå vμ biÓu diÔn ¶nh h ëng cña ph©n bè nhiÒu lo¹i kh¸cnhau.Trong phÇn ®Çu tiªn cña ch ¬ng bao gåm nh÷ng môc víi vμi ®Ò tμi then chèt:VÊn ®Ò quan t©m cña vßng tuÇn hoμn «xi ho¸ khö cña c¸c nguyªn tè, vai trß®Æc biÖt cña Fe vμ Mn, dßng khuyÕch t¸n cña chiÒu h íng «xi ho¸ khö cña c¸cnguyªn tè qua mÆt gianh giíi gi÷a trÇm tÝch - n íc. D íi ®©y cã 2 phÇn cungcÊp nh÷ng vÊn ®Ò nghiªn cøu vÒ c¸c nguyªn tè ®· ® îc lùa chän, nh÷ngnguyªn tè ho¸ sinh næi bËt nhÊt mét c¸ch trùc tiÕp hoÆc gi¸n tiÕp B (trong c¸cqu¸ tr×nh biÕn ®æi «xi ho¸ khö). Sù liªn quan trùc tiÕp cã nghÜa lμ chÝnh b¶nth©n c¸c nguyªn tè nμy tham gia vμo c¸c ph¶n øng «xi ho¸ khö (vÝ dô, As(U),As(III)), cßn liªn quan gi¸n tiÕp cã nghÜa lμ sù ph©n bè cña c¸c nguyªn tè nμycã ¶nh h ëng ®Õn vßng tuÇn hoμn biÕn ®æi «xi ho¸ (vÝ dô, Zn). §Ó cã thªmth«ng tin vÒ diÖn m¹o cña nh÷ng nguyªn tè riªng biÖt, ®éc gi¶ tham kh¶onh÷ng cuèn d íi ®©y: C¸c giai ®o¹n vËn chuyÓn chÝnh cña c¸c nguyªn tè ®¸nhdÊu (Forntner 1982, Hart 1982, Sigg1985, Tessier 1992); C¸c qu¸ tr×nh ho¸ häctrªn mÆt tiÕp xóc gi÷a n íc vμ trÇm tÝch (Santschi cïng céng sù 1990), vμ viÖcsö dông nguyªn tè phãng x¹ Nurclit trong viÖc lý gi¶i vßng tuÇn hoμn ho¸ sinhtrong hå (Santschi 1988,1989).8.2 chu tr×nh sinh ®Þa ho¸ chÝnh ...