印度洋开阔大洋海域水体胶体铁及亲铁有机配位体的粒径分布

Iron (Fe) is an essential micronutrient that controls primary production in a large portion of the global ocean. Colloidal Fe is a major fraction of the total dissolved Fe commonly measured in oceanic waters, but the size partitioning of this Fe fraction and its controls are not well understood. The measurements of size fractionated Fe colloids are not currently available for the open ocean. An assessment of the oceanic distribution of the Fe colloids in different size ranges is essential in order to ensure that global carbon cycle model is able to accurately parameterize the Fe input and removal and the geographic extent of Fe limitation. We propose to determine the distribution of size fractionated seawater Fe colloids in the Indian Ocean and its relationship with size partitioning of Fe-binding organic ligands and seawater Fe solubility. The size fractionated concentration of seawater colloidal Fe and Fe-binding organic ligands and seawater Fe solubility will be determined using cross flow filtration, isotope dilution ICPMS, ligand exchange cathodic stripping voltammetry that the PI is familiar with.

铁，作为海洋浮游植物生长的必要微量营养盐，限制大洋广大海域的初级生产力。胶体铁是大洋水体溶解铁的主要组分，但目前文献中还没有关于海水中胶体铁粒径分布及其控制因素的数据。本项目计划用交流过滤、等离子质谱以及配体竞争平衡阴极溶出极谱测定印度洋开阔海域总溶解铁、胶体铁、亲铁有机配位体的含量、胶体铁和亲铁有机配位体的粒径分布、铁有机络合物的络合常数、以及铁的海水溶解度。研究成果将为用生物地球化学模型准确估算铁输入与输出及铁限制以及探讨铁的海洋生物地球化学循环这一海洋学研究热点问题提供科学依据。

铁元素是海洋浮游植物生长的必要微量营养元素，限制大洋广大海域的初级生产力。胶体铁是大洋水体溶解铁的主要组分，但目前文献中还没有关于印度洋海水中胶体铁分布及其控制因素的数据。本项目针对此项不足，研制了不受污染的海水痕量金属采样器，采集到了具有一定代表意义的东印度洋和孟加拉湾海域垂直剖面的海水样品；建立了适用于痕量金属分析的洁净实验条件和分析方法；获得了东印度洋孟加拉湾南部和孟加拉湾湾内海水中溶解态、真溶态和胶体态痕量金属铁、铜、钛的垂直分布。溶解态铁的含量与已报道的、相邻海域相应金属的含量一致。研究发现，海洋表层大气飘尘输入、孟加拉湾溶解氧低值区、不同深层主要水团等要素，控制铁、铜和钛等痕量金属的浓度和各种形态的垂直分布。.本项目针对可作为铁相关输入过程示踪物的金属钛开展了一系列工作，首先基于目前海水中钛分析方法的不足，开发了两种分别适用于不同海域海水中钛的分析方法，分别为适用于河口和近岸海水中nM量级钛的在线NTA树脂富集-长光程分光光度测定法，和适用于大洋海水中pM量级钛的同位素稀释-Mg(OH)2共沉淀-高分辨率质谱测定法；然后利用建立的分析方法，获得了北大西洋和赤道太平洋东部大洋断面Ti的分布。本项目针对钛的研究工作对研究铁等痕量元素大洋分布的控制机制具有重要意义。