季仲強(qiáng), 胡 丹, 翁煥新, 張 鋒, 韓正棟

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近岸海域226Ra的時(shí)空變化與海底地下水排泄(SGD)估算

季仲強(qiáng)1,2, 胡 丹3, 翁煥新1*, 張 鋒1, 韓正棟3

(1. 浙江大學(xué) 環(huán)境與生物地球化學(xué)研究所, 浙江 杭州 310027; 2. 國家海洋局第二海洋研究所 國家海洋局海洋生態(tài)系統(tǒng)與生物地球化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310012; 3. 浙江省輻射環(huán)境監(jiān)測站, 浙江 杭州 310012)

海底地下水排泄(submarine groundwater discharge, SGD)是沿海地區(qū)陸地物質(zhì)向海洋輸送的重要途徑, 中國具有漫長的海岸線, 準(zhǔn)確地評估我國沿海地區(qū)的SGD及其對沿海海洋生態(tài)環(huán)境的潛在影響具有重要的理論與實(shí)踐意義。本文以浙江舟山朱家尖海灣為研究區(qū)域, 通過冬、夏兩季地下水和海水的同步采樣分析, 在研究地下水和海水中鐳(226Ra)時(shí)空變化的基礎(chǔ)上, 利用226Ra的質(zhì)量平衡原理, 估算了研究區(qū)內(nèi)SGD的通量為2.40×105~2.30×106m3/d, 根據(jù)12月份枯水期推算的全年保守通量為8.64×107~8.28×108m3/a, 另外, 根據(jù)年平均降水量等水文參數(shù)估算的氮、磷和硅營養(yǎng)鹽年平均的入海通量分別為3.256 t/a、0.029 t/a和52.775 t/a。

226Ra; 海底地下水排泄(SGD); 近岸海域; 營養(yǎng)鹽

0 引 言

海底地下水排泄(submarine groundwater discharge, SGD)是沿海地區(qū)海陸交互帶普遍存在的一種自然作用過程[1], 在這個(gè)過程中, 地下水?dāng)y帶陸源物質(zhì)向海洋輸送, 雖然在絕大多數(shù)區(qū)域SGD的通量很小, 但是其中所包含的人為污染物和營養(yǎng)物質(zhì)[2?3]可以比地表徑流高出幾個(gè)數(shù)量級, 這對沿海海域的生態(tài)環(huán)境必然產(chǎn)生重要的影響。中國具有綿長的海岸線, 隨著沿海地區(qū)人口的不斷增長和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展, 地下水中氮、磷營養(yǎng)鹽濃度明顯升高, 與此同時(shí),沿海海域赤潮發(fā)生的頻率也呈現(xiàn)出不斷上升的態(tài)勢。人們在探求赤潮頻繁發(fā)生的原因時(shí), 更多地關(guān)注于河流與地表徑流中污染物質(zhì)的輸入以及大氣顆粒物沉降[4?5], 而往往忽視地下水中的氮、磷通過SGD輸送到海洋并對沿海海域營養(yǎng)鹽平衡所產(chǎn)生的影響。因此, 定量地確定SGD, 對揭示我國沿海海域頻繁發(fā)生的富營養(yǎng)化及由此而引發(fā)的赤潮等海洋生態(tài)事件的發(fā)生機(jī)理, 具有關(guān)鍵性意義。然而, 由于含水層的補(bǔ)給、海平面、含水層滲透性等參數(shù)值在時(shí)間上和空間上有很大差異, 這為定量地測量SGD帶來一定的難度, 因此, 如何能夠較為精確地定量測定SGD成為國內(nèi)外研究人員共同努力的目標(biāo)。

天然放射性元素鐳(226Ra)來源于230Th, 河流淡水環(huán)境中鐳緊緊地吸附在固體顆粒物上, 而它的吸附系數(shù)與離子強(qiáng)度的變化有關(guān)[6]。在海水中鐳基本呈溶解態(tài)。淡水含水層中的鐳主要吸附在固體顆粒物上, 但是在沿海地區(qū), 當(dāng)海水侵入含水層形成淡水鹽水的混合帶時(shí), 由于離子強(qiáng)度的增加促使顆粒物上鐳元素的解吸附, 因此, 沿海地下水中鐳(226Ra)的放射性活度比河水和海水中高出許多。通過SGD過程, 地下水成為海洋中鐳的一個(gè)重要來源。226Ra的半衰期為1620 a, 它是追蹤河口、海岸過程理想的示蹤劑[7], 也可以用來定量估算海底地下水排泄的數(shù)量。本研究選擇浙江舟山朱家尖海灣為研究區(qū)域, 擬通過冬、夏兩季對地下水和海水的采樣分析, 在測定海水與地下水基本物化參數(shù)的基礎(chǔ)上, 研究地下水和海水中鐳(226Ra)在時(shí)間和空間上的分布與變化, 并根據(jù)226Ra的質(zhì)量平衡原理, 定量地估算研究區(qū)內(nèi)SGD的通量, 同時(shí)結(jié)合水文計(jì)算方法估算營養(yǎng)鹽的入海通量, 為準(zhǔn)確地評估我國沿海地區(qū)的SGD及其對沿海海洋生態(tài)環(huán)境的潛在影響提供思路與途徑。

1 區(qū)域環(huán)境背景與研究方法

1.1 研究區(qū)的環(huán)境背景

朱家尖位于浙江省舟山東部, 北緯29°54￠, 東經(jīng)122°23￠, 西鄰定海與桃花諸島, 北毗普陀島, 島總面積72 km2。朱家尖海岸線總長80.8 km(其中基巖海岸55.6 km, 砂礫質(zhì)海岸8.23 km, 人工海岸16.89 km, 淤泥質(zhì)海岸0.12 km)。

研究區(qū)屬亞熱帶海洋季風(fēng)氣候, 冬暖夏涼, 氣候濕潤, 風(fēng)速風(fēng)向具有明顯季節(jié)變化特征, 冬季以西北風(fēng)為主, 夏季則以偏南風(fēng)為主。秋夏季易受臺風(fēng)風(fēng)暴影響。降雨也有明顯季節(jié)性差異, 夏秋季多雨, 春冬季相對少雨。

本次研究的地點(diǎn)在東沙灣, 附近有泉出露, 水量0.1~0.2 L/s, 最大可達(dá)1 L/s。東沙灣位于朱家尖島東南部, 為一凹形砂質(zhì)海灣(圖1)。東沙灣內(nèi)縱深長度約2 km, 寬度近1 km。灣南側(cè)有一上侏羅統(tǒng)凝灰?guī)r為主的岬角, 北側(cè)為上侏羅統(tǒng)海蝕崖。東沙灣上部巖層為全新統(tǒng)上組海積砂, 由中細(xì)砂組成, 海積砂中的潛水含水層與島內(nèi)古河道相連, 地下水礦化度多小于0.5 g/L, 還有少部分全新統(tǒng)中組海積沙、砂礫石潛水含水層; 下部有上更新統(tǒng)下組沖洪積砂礫石承壓含水層和中更新統(tǒng)坡洪積亞砂土含礫承壓含水層直到基底, 分別由砂礫石和亞砂土組成, 其地下水礦化度較高, 多為微咸水或咸水, 礦化度大于1 g/L。研究區(qū)的水文地質(zhì)狀況見A-A′地質(zhì)剖面圖(圖2), A-A′剖面的位置如圖1所示。

1.2 采 樣

海水和地下水樣品采集分別于2008年12月19~20日(枯水期)和2009年8月17~18日(豐水期)進(jìn)行。采樣期間氣候條件好, 海面較為平靜。海水采樣, 由海灘向海的方向設(shè)一個(gè)測線, 每間隔約300~400 m取樣, 共取5~6個(gè)點(diǎn); 地下水采樣, 選擇附近民用井, 共取3個(gè)樣。海水和地下水樣品均取自表層以下約0.5 m處。由于水環(huán)境中鐳放射性活度極低, 因此需采集大量水樣才能滿足儀器分析的要求, 根據(jù)海水與地下水中鐳(226Ra)含量的差異, 取海水約50 L, 地下水約25 L。此外, 每個(gè)點(diǎn)采集2 L水樣, 用作營養(yǎng)鹽和化學(xué)元素分析。

水樣用潔凈的聚乙烯桶帶回實(shí)驗(yàn)室, 盡快分析。

1.3 分析方法

地下水與海水的pH、鹽度、溫度、總?cè)芙夤腆w, 溶解氧(DO)等參數(shù)用便攜式pH計(jì)、電導(dǎo)儀和溶氧儀現(xiàn)場測定。

總氮和總磷分析, 分別采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法(GB 11894-1989)和鉬酸銨分光光度法(GB 11893-1989)。

用于主要化學(xué)元素分析的樣品通過0.45 μm濾膜后, 用硝酸調(diào)pH到1~2之間, 再用ICP-AES測定。

226Ra測定的具體步驟如下: 海水與地下水樣用重力自流的方式, 使已知體積的海水或地下水水樣由下往上通過裝有錳纖維(原纖維干重約15 g)的有機(jī)玻璃管(20 cm×5 cm)進(jìn)行富集[8]。對于較為渾濁的海水, 在有機(jī)玻璃管前接一個(gè)有機(jī)玻璃管, 里面放入未處理過的腈綸纖維, 去除海水中懸浮物, 流速保持在300 mL/min以下, 可以保證較高的吸附效率[9]。富集完成后, 將纖維取出擰干。在2 L燒杯中, 加入300 mL 6mol/L HCl和1 mL 1%的鹽酸羥胺, 將富集了鐳的纖維浸入, 加熱, 煮至纖維完全變白。留下溶液, 并取出纖維用去離子水淋洗, 混合洗液和萃取液待測。以上液體再用硫酸鋇共沉淀法分離出鐳(GB 11214-89), 密封20 d, 等待226Ra與其子體222Rn達(dá)到平衡后, 直接用低本底α, β粒子計(jì)數(shù)器測量226Ra的放射性活度, 可測下限值為6.40 dpm/100L。

圖1 研究區(qū)與采樣點(diǎn)位置圖

圖2 研究區(qū)A-A￠水文地質(zhì)剖面圖

同位素檢測效率用國家輻射監(jiān)測中心的標(biāo)準(zhǔn)鐳試劑(12.34 dpm/mL)獲得, 取1 mL該標(biāo)準(zhǔn)試劑混合于20 L去離子水中, 用上述方法處理, 得到的放射性活度探測效率為98.98%。

2 結(jié)果與討論

2.1 地下水與海水中鐳的分布特征

表1列出了地下水與海水樣品的溫度、鹽度、pH和溶解氧(DO)等基本物化參數(shù)及226Ra放射性活度值。從表1中可以看到, 冬、夏兩季海水的平均溫度與地下水的平均溫度約差4 ℃左右, 在冬季, 地下水的平均溫度比海水高約4 ℃, 而在夏季低約4 ℃; 同批次海水樣品的溫差較小, 而地下水溫度有一定的波動(dòng), 這與潛水溫度決定于所處的環(huán)境有關(guān)。海水的pH值相對穩(wěn)定, 平均8.04, 為堿性; 地下水的pH均值為6.42, 為中偏酸性。地下水和海水的溶解氧濃度相近, 平均值分別為9.8 mg/L和 9.3 mg/L。海水的鹽度在兩個(gè)不同時(shí)間段除個(gè)別樣品外, 無明顯變化, 地下水的鹽度較小, 基本符合《生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求(<0.25‰)。12月份和8月份海水的平均鹽度分別為25.4‰和23.8‰, 8月份海水的鹽度相對較低, 且越靠近海岸越低, 這一方面表明夏季降水豐富, 使得海水的鹽度有一定程度的稀釋, 另一方面也說明了, 夏季雨水為地下水提供了充足的補(bǔ)給, 從而使海底地下水排泄帶來更多的地下淡水, 結(jié)果造成近岸海水的鹽度變小, 海水鹽度在較短距離內(nèi)趨于一致, 反映了夏季該海灣內(nèi)水體的均勻化作用強(qiáng)烈。

從表1的226Ra放射性活度值可以看到, 2008年12月采集的地下水和海水中鐳的濃度明顯高于2009年8月采集的地下水和海水中鐳的濃度, 12月正值當(dāng)?shù)氐目菟? 而8月正是豐水期, 這說明大氣降水對水體中鐳的濃度產(chǎn)生明顯影響, 即豐水期的降水對地下水和海水中鐳的濃度起了稀釋作用。從表1中也可以看出, 無論是枯水期還是豐水期, 海水中鐳的濃度與地下水中鐳的濃度都相差不大, 冬、夏季海水和地下水中鐳的平均濃度分別為26.01 dpm/100L、26.66 dpm/100L和19.20 dpm/100L、19.74 dpm/100L, 這說明該地區(qū)含水層與近岸海洋之間存在連通性, 同時(shí), 海水中鐳的平均濃度都低于地下水中鐳的平均濃度, 說明很可能存在海底地下水排泄現(xiàn)象。前人研究表明[10], 遠(yuǎn)洋海水中226Ra的濃度約為0.355~0.40 dpm/100L, 本次測得的沿海海水中鐳的平均濃度為19.2~26.01 dpm/100L, 是遠(yuǎn)洋海水中鐳濃度的54~65倍, 另外, 根據(jù)浙江省輻射環(huán)境監(jiān)測站和張磊[11]的測定, 在本研究區(qū)附近海域測得的226Ra活度一般在8~15 dpm/100L之間。這說明東沙灣內(nèi)比周圍海區(qū)更高的鐳同位素活度不可能是來源于周圍海區(qū)的, 其來源可能是陸源的、沉積物擴(kuò)散的或者大氣源的。

表1 地下水和海水的一些物理化學(xué)參數(shù)和鐳(226Ra)活度

注: “－”表示未獲得數(shù)據(jù)。

根據(jù)對研究區(qū)地下水的鹽度與226Ra放射性活度的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)(圖3), 它們兩者之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系, 即隨著鹽度的增加,226Ra放射性活度也相應(yīng)增加, 這與Moore.[12]的研究結(jié)果相似,他們發(fā)現(xiàn)鐳濃度與地下水鹽度存在正相關(guān)關(guān)系, 認(rèn)為是陽離子與鐳的競爭吸附作用促進(jìn)了鐳的溶解度提高。水文地質(zhì)資料顯示研究區(qū)承壓含水層局部為微咸水或咸水(據(jù)浙江省地質(zhì)檔案館資料), 從地下水鹽度與226Ra放射性活度之間相關(guān)性分析的結(jié)果中可以預(yù)測, 承壓地下水可能存在較高226Ra活度。海水中226Ra放射性活度與鹽度之間不存在相關(guān)關(guān)系, 這與海洋和含水層中水體的不同特征有關(guān), 在含水層中因受巖石表面的解吸附過程影響, 地下水中鐳同位素活度隨著鹽度的增加而逐漸增大, 因此在淡水和鹽水混合帶, 鐳同位素的活度較高, 當(dāng)它們輸入近岸海水中時(shí), 因受稀釋和擴(kuò)散作用的影響, 當(dāng)海水中沒有其他鐳同位素來源時(shí), 其活度會隨著離岸距離迅速減小, 這可以從另一個(gè)側(cè)面表明, 沿海海水中較高的鐳同位素活度可能是來自海底地下水排泄過程。為了證明海底地下水排泄過程的存在, 我們用鐳同位素的質(zhì)量平衡模型對海水中鐳同位素的來源進(jìn)行了求證。

圖3 地下水鹽度與226Ra放射性活度的相關(guān)性圖

2.2 226Ra質(zhì)量平衡方法估算SGD

通過對地下水和海水中鐳的分布特征及其來源分析, 可以確定海水中鐳的一個(gè)重要來源是由SGD過程向近岸輸送的地下水。我們可以利用226Ra的質(zhì)量平衡模型來估計(jì)SGD的通量。

利用鐳(226Ra)同位素方法估算SGD的基本條件是: 假設(shè)海灣內(nèi)水體呈穩(wěn)態(tài)狀態(tài), 只考慮水平擴(kuò)散作用。要符合這個(gè)條件就意味著226Ra從沿岸向外海的分布是保守的。從圖4(a)可以看出, 12月采集的海水中226Ra活度隨離岸距離的增加呈逐漸減小的趨勢, 離岸距離與226Ra活度之間的相關(guān)系數(shù)2= 0.682; 而8月采集的海水中226Ra沒有出現(xiàn)這樣的趨勢(圖4b)。這說明在枯水期研究區(qū)海域水體相對穩(wěn)定, 海水中226Ra活度的變化主要受擴(kuò)散作用控制, 而在豐水期, 由于大量的降雨與地表水輸入使研究區(qū)海域水體相對多變而不穩(wěn)定, 海水中226Ra活度主要受外來淡水稀釋作用的影響。由于8月份海灣內(nèi)水體為不穩(wěn)態(tài), 不能滿足利用鐳(226Ra)同位素方法估算SGD的基本條件, 因此, 本次研究選擇12月份海水中226Ra的質(zhì)量平衡來估算SGD的地下水排泄量。

利用226Ra的質(zhì)量守恒模型(圖5)來估算SGD, 需要確定226Ra的源與匯。226Ra的源包括: 河流的輸入、河流懸浮顆粒上的解吸附作用、海底沉積擴(kuò)散、230Th的自生長和SGD;226Ra的匯包括: 鐳本身的放射性衰變以及與外海的交換。通過實(shí)地調(diào)查表明, 東沙灣附近沒有河流輸入, 這樣河流的輸入與河流懸浮顆粒上的解吸附作用可以忽略;230Th和226Ra的半衰期分別為7.7萬a和1620 a, 根據(jù)觀察研究區(qū)水體停留時(shí)間僅為數(shù)天, 這樣230Th的自生長與鐳的放射性衰變都可以忽略。因此, 本研究區(qū)域需要考慮的源與匯包括: 海底沉積擴(kuò)散、SGD以及與外海的交換, 海灣水體中226Ra的活度與它們之間存在以下關(guān)系[13]:

d226Ra/d= (SGD×226RaGW) + (sed×226Ra) –

[(226RaQB–226RaOS) ×S/W] (1)

式中:SGD表示海底地下水輸入量;226RaGW表示輸入沿海的地下水中226Ra的平均活度;sed表示海灣區(qū)域面積; R226Ra表示沉積物中226Ra的生成速率;226RaQB表示東沙灣表層海水226Ra的平均活度;226RaOS表示外海表層海水中226Ra的平均活度;S表示東沙灣的水容量;W表示東沙灣水體的滯留時(shí)間。

圖4 226Ra放射性活度與離岸距離的關(guān)系

圖5 鐳同位素在海岸和外海間的交換模式

從式(1)中可知, 等式右邊的三項(xiàng)分別表示SGD、海底沉積擴(kuò)散和與外海交換輸出的通量。Hwang.[14]基于全球陸架沉積物計(jì)算得出的226Ra最大生成速率為0.27 dpm/(m2·d),將該值乘以研究區(qū)域海底沉積面積, 即可計(jì)算出海底沉積擴(kuò)散的總通量; 沿岸與外海交換的通量, 可以通過近海與外海鐳的平均活度的差值以及灣內(nèi)水體體積和水體停留時(shí)間來計(jì)算。在假定系統(tǒng)為穩(wěn)態(tài)的條件下, 根據(jù)表2的參數(shù)值, 可以估算得到東沙灣SGD的通量為2.40×105~2.30×106m3/d, 平均每平方米的SGD通量為0.24~2.3 m3/(m2·d), 因?yàn)榇罅亢５椎叵滤判沟墓浪阒邪l(fā)現(xiàn)[1, 2, 6, 7, 14], 豐水期地下水入海通量要比枯水期的大很多, 所以可以獲得一個(gè)較為保守的全年通量值, 即8.64×107~8.28×108m3/a, 每平方米的值為86.4~828 m3/(m2·a)。

表2 鐳質(zhì)量平衡模型中主要參數(shù)數(shù)值

2.3 SGD攜帶營養(yǎng)鹽輸入通量估算

根據(jù)地下水中營養(yǎng)鹽的含量分析, 可以估算東沙灣通過SGD進(jìn)入海域的營養(yǎng)鹽通量。前人的研究表明[15], 由于沿海地區(qū)普遍存在海底地下水再循環(huán)排泄 (recirculated submarine groundwater discharge, RSGD), 即海水與地下水混合后形成的再循環(huán)地下水排泄。因此, 通過式(1)所估算的地下水排泄量實(shí)際是包括了循環(huán)海水。通過RSGD輸入沿海海域的營養(yǎng)物質(zhì)往往比陸源淡水地下水輸入的要少很 多[16]。為了正確地估算當(dāng)?shù)赜傻叵滤蚝Ｓ蜉斔偷臓I養(yǎng)物質(zhì), 必須首先確定陸源淡水地下水的輸入量。這可以采用水平衡方法進(jìn)行估算:

SGD = 降水量? 蒸發(fā)蒸騰量?

地下水使用量(2)

根據(jù)多年的區(qū)域資料(舟山統(tǒng)計(jì)年鑒http://www.zhoushan.gov.cn/renshizhoushan/zsnj.jsp), 降水量與蒸發(fā)量年平均值分別為1427.95 mm和1269.35 mm。研究區(qū)域地下水為禁采區(qū), 零星分布一些民用井, 根據(jù)水文部門的資料(咨詢舟山水文部門獲得的地下水資料), 其年用水量在20000 m3左右。朱家尖島面積約為72 km2, 潛在SGD排泄海岸線長度約為30 km。估算得到當(dāng)?shù)氐叵碌判鼓昶骄考s為38.0萬t/a。從式(2)得出的SGD與式(1)中得到的SGD差異很大, 這說明了東沙灣地區(qū)的SGD中再循環(huán)海水是主要的, 約占90%以上。

表3列出了研究區(qū)地下水、近岸海水和海水中氮、磷、硅等營養(yǎng)物質(zhì)以及其他微量元素的監(jiān)測數(shù)據(jù)。從表3中可以看到, 所有被測元素的含量在空間上, 從地下水至近岸海水呈遞減的趨勢, 并且明顯高于海水中這些元素的平均含量, 由于降水中相應(yīng)物質(zhì)的含量很低, 以及東沙灣無入海河流分布, 因此, 我們不難理解, 研究區(qū)的SGD是陸源物質(zhì)向近岸海域輸送化學(xué)物質(zhì)最重要的自然途經(jīng)。表3中顯示地下水中氮、磷、硅的平均含量分別為8.569 ml/L、0.075 ml/L和138.881 mg/L。根據(jù)式(2)中得到的SGD輸入量, 可以估算通過SGD, 從陸源地下水輸入東沙灣的營養(yǎng)物質(zhì)氮、磷和硅年平均通量分別為3.256 t/a、0.029 t/a和52.775t/a。雖然該值較小, 但浙江沿海海岸線綿長, 通過SGD進(jìn)入沿海海洋的營養(yǎng)鹽通量必定對浙江沿海氮磷污染起著不可忽視的作用。

表3 一些元素在本研究區(qū)域含水層、沿海和海洋背景中的含量

注:“?”指未獲得數(shù)據(jù)。

3 結(jié) 論

(1) 研究區(qū)地下水的鹽度與226Ra放射性活度存在顯著正相關(guān)關(guān)系, 而海水中沒有呈現(xiàn)這種關(guān)系, 從側(cè)面表明, 地下水中鐳同位素是沿海海水中鐳的一個(gè)主要來源, 而且這種輸入過程是隨機(jī)的。

(2) 12月份采集的海水中226Ra活度分布基本符合質(zhì)量守恒模型的假設(shè), 估算得到東沙灣SGD的通量為2.40×105~2.30×106m3/d, 平均每平方米的SGD通量為0.24~2.3 m3/(m2·d); 同時(shí)可以獲得保守估計(jì)的全年通量為8.64×107~8.28×108m3/a, 平均每平方米的值為86.4~828 m3/(m2·a)。

(3) 用水平衡方法估算地下淡水的凈排泄量, 以年平均降雨量和增發(fā)蒸騰量為參數(shù), 根據(jù)地下水中氮、磷、硅等營養(yǎng)物質(zhì)以及其他微量元素的監(jiān)測數(shù)據(jù), 計(jì)算得到研究區(qū)地下水通過SGD向海洋輸送的營養(yǎng)鹽的年平均通量分別為3.256 t/a、0.029 t/a和52.775 t/a。

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Temporal and spatial variations of226Ra in coastal sea and the estimation of submarine groundwater discharge (SGD)

JI Zhong-qiang1,2, HU Dan3, WENG Huan-xin1*, ZHANG Feng1and HAN Zheng-dong3

1. Institute of Environment and Biogeochemistry, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China; 2. Laboratory of Marine Ecosystem and Biogeochemistry, The Second Institute of Oceanography, State Oceanic Administration, Hangzhou 310012, China; 3. Radiation Monitoring Technical Center, State Environmental Protection Administration, Hangzhou 310012, China

Submarine groundwater discharge (SGD) is an important pathway for terrestrial material transferring to coastal sea. The shoreline is very long in China. Thus, there are important theoretic and practical meanings to accurately evaluate SGD and their potential effects to the ecological environment in coasts of China. The study area was in a gulf in Zhujiajian, Zhoushan, Zhejiang Province. Groundwater and sea water were sampled and analyzed during winter and summer, the dry and rainy season. Based on the temporal and spatial variations of226Ra in groundwater and sea water, the SGD flux in the study area is estimated to be 2.40×105~2.30×106m3/d, using the mass balance of226Ra. and a conservative year average is 8.64×107~8.28×108m3/a, based on the dry period data. Besides, the annual input flux of the nutrients, nitrogen, phosphorus and silicon, 3.256 t/a, 0.029 t/a and 52.775 t/a, separately, were estimated by hydrologic method using annual parameters, like precipitation et al.

226Ra; submarine groundwater discharge; coastal sea; nutrients

P595

A

0379-1726(2012)01-0015-08

2011-04-26;

2011-06-18;

2011-07-21

國家自然科學(xué)基金(40572175)

季仲強(qiáng)(1984–), 男, 博士, 主要從事環(huán)境與生物地球化學(xué)研究。E-mail: jzq840705@163.com

WENG Huan-xin, E-mail: gswenghx@zju.edu.cn; Tel: +86-571-87990144