楊宏偉，吳亞麗，馬旭陽（.內(nèi)蒙古師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 000；.集寧學(xué)院化學(xué)系，內(nèi)蒙古 集寧 0000）

黃河干流表層沉積物鐵形態(tài)的分布特征及相關(guān)性分析*

楊宏偉1*，吳亞麗2，馬旭陽1（1.內(nèi)蒙古師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022；2.集寧學(xué)院化學(xué)系，內(nèi)蒙古 集寧 012000）

應(yīng)用顆粒物中鐵的連續(xù)浸提技術(shù)研究了黃河干流表層沉積物中鐵形態(tài)的分布特征及相關(guān)性，研究結(jié)果表明:表層沉積物中總鐵（∑Fe）含量范圍在14.01～30.98g/kg，最小值和最大值分別出現(xiàn)在黃河柳林段（H13）和渤海近海（H21）；各形態(tài)鐵中以殘?jiān)鼞B(tài)（Fe-6）含量最高，占∑Fe比率92.55%～98.44%，有效態(tài)鐵（BFe）含量?jī)H占1.56%～6.98%，與∑Fe呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，并且三者含量高低沿程變化趨勢(shì)一致；有機(jī)質(zhì)（OM）與BFe、鐵錳氧化物態(tài)鐵（Fe-4）呈現(xiàn)顯著正相關(guān)系，BFe與Fe-4呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)系，說明BFe含量主要受Fe-4和有機(jī)質(zhì)的控制；黃河水體總顆粒物（TPM）濃度增高，如黃河中游大禹渡段H15和三門峽段H17，表層沉積物∑Fe與Fe-1含量高，TPM濃度降低，如黃河上游烏海段H7和三盛公段H8，表層沉積物∑Fe與Fe-1含量低，說明黃河流域廣泛的人工筑壩，導(dǎo)致水體TPM濃度改變，對(duì)黃河鐵循環(huán)產(chǎn)生了不可忽視的影響.

表層沉積物；鐵形態(tài)；黃河；分布特征；相關(guān)分析

黃河是世界懸浮顆粒物濃度最高（22～65g/L）的河流［1］，水體沉積物來源復(fù)雜，包括入河沙漠顆粒物、沙塵粒子、黃土高原流失的黃土等等［2-4］，這些都加劇了黃河水體中懸浮顆粒物的總量.然而多年來人工筑壩導(dǎo)致黃河總顆粒物濃度改變，這對(duì)鐵在水體中的遷移轉(zhuǎn)化帶來怎樣的影響，有待于進(jìn)一步研究.鐵作為地殼豐度最高的元素之一，在調(diào)節(jié)水生環(huán)境質(zhì)量及生物生產(chǎn)力等方面起著重要作用.鐵元素的總量可以作為評(píng)價(jià)水體污染程度的一個(gè)重要因子，但它并不能真正反映其生態(tài)特性，因?yàn)殍F在沉積物中是以不同形態(tài)存在的，且不同的形態(tài)能夠產(chǎn)生不同的環(huán)境效應(yīng)，直接影響到其在環(huán)境中的生物可利用性、毒性、遷移性等生態(tài)特性［5-7］.因此，研究河流沉積物中鐵形態(tài)的分布特征及相關(guān)性對(duì)研究水-沉積物界面鐵的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律具有重要意義.

目前，對(duì)顆粒物中鐵的研究主要集中在鐵元素的早期成巖作用［7-8］、微生物地球化學(xué)循環(huán)［9-11］、海洋沉積物有機(jī)鐵與鐵限制的分析［12］以及土壤鐵形態(tài)分布特征［13］等內(nèi)容上，而對(duì)黃河這樣一個(gè)復(fù)雜水體沉積物中鐵形態(tài)的分布特征及相關(guān)性研究較少，特別是黃河流域人工筑壩帶來的影響更為罕見，本文選擇研究黃河表層沉積物中鐵的賦存形態(tài)，分析其沿程分布特征和遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，探討人工筑壩帶來的影響，為黃河水環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)提供科學(xué)數(shù)據(jù)，從而為科學(xué)管理與利用黃河提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 樣品的采集

黃河從源頭青?，敹嗟饺牒？谌L5464Km，沿全干流布設(shè)了21個(gè)采樣點(diǎn)，采樣點(diǎn)編號(hào)分別為H1～H21.此外，還采集了黃河兩岸沙漠顆粒物，樣品采集利用GPS全球定位系統(tǒng)定位，具體采樣位置及基本信息見圖1.采集表層沉積物（0～5cm），瀝干水分后裝入塑料采樣袋中，排盡空氣后密封，冷凍保存?zhèn)溆?

圖1 采樣點(diǎn)位置分布示意Fig.1 Location distribution map of the sampling points

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

為了對(duì)黃河干流表層沉積物中鐵形態(tài)有較全面了解，采用6級(jí)分組法連續(xù)提取，具體方法見表1.

該法是在綜合Tessier、刁桂義、王超、蔣廷惠等專家［13-17］提出的顆粒物中金屬連續(xù)浸提技術(shù)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而使用的，具體改進(jìn)為:（1）將水可溶態(tài)鐵Fe-1單獨(dú)提取研究，因?yàn)樗亲钊菀妆簧镂绽?，與上覆水質(zhì)有直接關(guān)系；（2）由于黃河沉積物中鐵含量較大，所以改稱1g樣品，殘?jiān)鼞B(tài)樣品為0.1g， 第Ⅲ級(jí)到第Ⅵ級(jí)浸提液鐵濃度較高，測(cè)定前首先要探索稀釋的倍數(shù)； （3）樣品做5個(gè)平行試驗(yàn)，結(jié)果用平均值表示；（4）每一步做試劑空白.

表1 沉積物中鐵的分級(jí)提取程序Table 1 Sequential extraction orders of iron on the Sediments

對(duì)樣品提取方法進(jìn)行了可靠性實(shí)驗(yàn)，分別對(duì)黃河烏海段沉積物H7和包頭段H10采用HClO4-HNO3-HCl消化法測(cè)定了全鐵（TFe），結(jié)果分別為27.06g/kg和27.36g/kg，與之相對(duì)應(yīng)的各形態(tài)鐵之和的總鐵（∑Fe）分別為26.80g/kg和27.41g/kg，與TFe的相對(duì)誤差分別為-0.92%和0.18%，表明沉積物中鐵的分級(jí)提取方法比較可靠.

在前人研究的基礎(chǔ)上［18-20］，結(jié)合黃河表層沉積物浸提液的實(shí)際，探究得到鄰二氮菲光度法測(cè)鐵的最佳條件:最大吸收波長是510nm，用lcm比色皿，最佳顯色時(shí)間是5.0min，酸度為pH=4～6，顯色劑用量10%鹽酸羥胺溶液l mL，1mol/L醋酸鈉溶液5mL和0.1%鄰菲啰啉2mL.

進(jìn)行了精密度與回收率實(shí)驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果令人滿意.回收率為94.40～104.89%.相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.00%～0.09%，可滿足沉積物各形態(tài)鐵的測(cè)定要求.

2 結(jié)果與分析

2.1 黃河表層沉積物中不同形態(tài)鐵的分布

黃河干流表層沉積物中各形態(tài)鐵含量和某一形態(tài)鐵含量占總鐵∑Fe的比率，列于表2.

表2 黃河表層沉積物中各形態(tài)鐵的含量及占∑Fe比率Table 2 Various iron speciation and their ratio to ∑Fe on the surface sediments of the Yellow River

由表2可見，各形態(tài)鐵含量占∑Fe比率由大到小依次為:Fe-6（92.55%～98.44%）＞Fe-4 （0.99%～3.70%）＞Fe-5（0.17%～2.96%）＞Fe-3（0.03%～0.26%） ＞Fe-1（0.02%～0.13%）＞Fe-2 （0～0.03%）.

樣品中Fe-1含量極少，在上述六個(gè)形態(tài)中居第五位.說明黃河水體比較潔凈，自由態(tài)的鐵離子濃度低；Fe-2含量最少，這與黃河水體偏堿性環(huán)境有關(guān)（pH值在8.20～8.40之間）見表3，水體中大部分鐵離子由于形成氫氧化物而沉積在沉積物表面上，自由鐵離子濃度極低，不利于吸附.此外，黃河沉積物中石英含量較高（32.9%～50.7%）［21］，硅氧四面體表面是由憎水性的-Si-O-Si-鍵的基本結(jié)構(gòu)面組成，-Si-O-Si-鍵是惰性的，層電荷為零，吸附能力較低，所以表面吸附的鐵極少.這兩個(gè)形態(tài)鐵含量的最高點(diǎn)均出現(xiàn)在黃河三門峽段H17.

表3 BFe含量及占∑Fe的比率、Fe-4含量及占BFe的比率，以及沉積的物理化性質(zhì)Table 3 Content of BFe and their ratio to ∑Fe， the content of Fe-4 and their ratio to BFe， and physical and chemical propenties on the Sediments

Fe-3含量較易受環(huán)境的影響，當(dāng)水體pH變化時(shí)，會(huì)重新釋放回水體［22］.沉積物樣品中Fe-3含量在9.93～65.53mg/kg之間，在上述六個(gè)形態(tài)中居第四位，最大值和最小值分別出現(xiàn)在黃河興海段H2和花園口段H18. H2、H18樣品中的黏土礦物含量及有機(jī)質(zhì)（OM）含量均較高，分別居黃河全程樣品第二位和第三位，見表3.此外，黃河中游沉積物樣品Fe-3含量較上游低，因?yàn)槠銸M含量較上游低.有關(guān)研究［23］表明:沉積物-水界面中Fe的還原過程伴隨著OM的降解，對(duì)界面處的pH值、HC的分布特征會(huì)造成一系列的影響，使界面處碳酸鹽因不飽和而溶解，從而間接地造成了Fe-3的重新遷移分布［11，24］.因此，較高含量的黏土礦物和OM利于Fe-3的吸附沉積.

黃河沉積物部分來自流域地表黃土，其中石英和長石等顆粒表面存在著鐵質(zhì)薄膜，它在風(fēng)化作用中是穩(wěn)定的，隨顆粒物在水中的遷移，在酸性還原條件下Fe3+還原成溶解金屬鐵釋放，所以黃河表層沉積物中Fe-4的含量較高，居六個(gè)形態(tài)第二位.黃河中下游河段（H12～H21）沉積物中Fe-4含量低于黃河上游河段（H1～H11），并且在H13段達(dá)到了最低值，其含量?jī)H為138.26mg/kg. Fe-4與黏土礦物、OM含量均呈顯著正相關(guān)關(guān)系（r= 0.545*， P＜0.05， n=21；r=0.462*， P＜0.05，n=21），由于H13中的黏土礦物和OM含量相對(duì)較低（表3），所以不利于Fe-4的吸持；Fe-4含量在黃河下游鄭州花園口段H18顯著升高，可能由于該段匯集了來自洛河、沁河、新蟒河以及老蟒河等支流所攜帶的高含量的污染物，它們?cè)谒骶徛?，地?shì)寬闊平坦的流域被泥沙吸附沉降，從而使Fe-4得到富集.

根據(jù)表2及表3數(shù)據(jù)，繪制黃河表層沉積物中有機(jī)態(tài)鐵Fe-5與OM關(guān)系分布圖（圖2）.

圖2 黃河表層沉積物中w（Fe-5）和w（OM）含量沿程分布Fig.2 Distrbution of w （Fe-5） and w （OM） in the surface sediments of the Yellow River

有機(jī)態(tài)鐵反映水生生物活動(dòng)及人類排放富含有機(jī)物污水的結(jié)果［22］.鐵與硫、有機(jī)質(zhì)有較強(qiáng)的結(jié)合能力，生物對(duì)鐵也有較強(qiáng)的選擇吸收，這些存在于生物體中的鐵是沉積物中Fe-5的一個(gè)潛在來源［25］.由圖2可見，樣品中Fe-5含量懸殊較大，其范圍在29.98～840.37mg/kg.除了H2（840.37mg/kg）和H21（738.70mg/kg）外，黃河干流表層沉積物中Fe-5含量較低，最低點(diǎn)在烏海段H16（29.98mg/kg）、其次是H16（45.00mg/kg）和H12 （54.44mg/kg）.有機(jī)質(zhì)含量的變化與Fe-5含量高低沿程變化趨勢(shì)一致，說明有機(jī)質(zhì)是影響Fe-5含量的主要因素，F(xiàn)e-5含量主要受有機(jī)質(zhì)的控制.

黃河興海段H2境內(nèi)牧草豐茂、林木廣布、植被良好，野生動(dòng)植物資源豐富畜牧業(yè)發(fā)達(dá)；渤海是位于中國的內(nèi)海，是勝利油田的所在地，渤海近海是萬里黃河入海的地方.所以，興海段H2和渤海近海H21有機(jī)質(zhì)（OM）含量高，高于1%.而潼關(guān)段和張家灣段表層沉積物樣品中有機(jī)質(zhì)含量低，僅為0.13%，導(dǎo)致其Fe-5含量較低.除H1、H2和H21樣品外，其它沉積物有機(jī)質(zhì)含量較低在0.13%～0.70%之間（表3，圖2），不利于鐵的有機(jī)配合物和螯合物的形成，因而導(dǎo)致表層沉積物中有機(jī)態(tài)鐵比例高低分化現(xiàn)象.

黃河沉積物Fe-6主要來源于沉積物中鐵的原生礦物，部分來源于鐵硅酸鹽礦物風(fēng)化后再結(jié)晶的產(chǎn)物，如赤鐵礦和針鐵礦.鐵單礦物是黃河中下游沉積物中的鐵的主要存在形式，這與黃土碎屑礦物中的氧化物（如磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和針鐵礦等）廣泛存在相吻合［24］.由表2可見，黃河沉積物中Fe-6含量范圍在13.77～29.94g/kg，占總鐵（∑Fe）比率在92.55%以上，其中大禹渡段表層沉積物樣品H15中Fe-6含量為黃河全程最高（29.94g/kg），占∑Fe比率98.33%.

2.2 沉積物中總鐵∑Fe的沿程分布特征

由表2、圖3可見，黃河干流表層沉積物中∑Fe含量范圍為14.04～30.98g/kg ，從小到大依次為H13＜ H14＜ H7＜ H8＜ H3＜ H16 ＜ H9＜ H4＜H20＜ H5＜ H1＜ H19＜ H12＜ H10＜ H6＜ H18＜ H2＜H11＜ H17＜ H15＜H21，其中∑Fe最小值和最大值點(diǎn)分別出現(xiàn)在柳林段H13和渤海近海H21.

H13中∑Fe含量最低，主要取決于其母質(zhì)來源和礦物成分，柳林屬西北黃土高原最初形成的黃土地形，且該地區(qū)為石灰性土壤，pH值較高，F(xiàn)e-6占∑Fe比率大為98.29%，但Fe-6含量低僅為13.77g/kg，所以導(dǎo)致H13的∑Fe含量低；壺口段H14與柳林段H13相鄰，地質(zhì)環(huán)境相似，所以H14中F6含量較低為14.76g/kg，∑Fe含量為15.41g/kg.

圖3 黃河表層沉積物中w（∑Fe）、w（BFe）和w（Fe-6）沿程分布Fig.3 Distrbution of w（∑Fe）， w（BFe） and w（Fe-6） in the surface sediments of the Yellow River

黃河表層沉積物中∑Fe含量低于20g/kg的有烏海段H7和三盛宮段H8沉積物，其含量分別為17.17g/kg，18.81g/kg.由于烏蘭布和沙漠位于黃河西岸烏海段與三盛公段境內(nèi)，每年借風(fēng)力使大量沙漠顆粒物入河［26］，烏蘭布和沙漠顆粒物∑Fe含量很低，僅為10.94g/kg（表2），是H7和H8沉積物中∑Fe含量低的因素之一.

黃河托克托段H11沉積物中∑Fe含量較高，為29.78g/kg.由于庫布齊沙漠位于黃河南岸托克托段境內(nèi)，每年借風(fēng)力使大量沙漠顆粒物（K）入河［26-27］.樣品K∑Fe含量較高為23.28g/kg（表2），是H11沉積物中∑Fe含量較高的因素之一.此外，該段境內(nèi)有著名的神泉生態(tài)旅游區(qū)和大型發(fā)電廠，受人類活動(dòng)影響大，也是H11中∑Fe含量較高的原因之一.

∑Fe含量高于30g/kg 的有渤海近海H21 （最高30.98g/kg ）和大禹渡段H15（第二30.44g/kg ）.其原因一方面是與其地質(zhì)環(huán)境有關(guān)，樣品H21中Fe-6含量較高為29.79g/kg，占∑Fe比率96.16%；另一方面，H21屬于河口區(qū)域，河口沉積物是各種營養(yǎng)鹽的重要蓄積庫，對(duì)上覆水具有很強(qiáng)的凈化功能，河口濱岸處于典型的海陸交互帶，各種理化因子具有多變性和復(fù)雜性，導(dǎo)致河口沉積物在一定程度上能夠充當(dāng)營養(yǎng)源作用.

其余沉積物樣品中∑Fe含量范圍在20～30g/kg之間，這主要由于黃河從中游開始，進(jìn)入了廣袤的黃土分布區(qū)［25］，即黃土高原，黃土全鐵TFe含量平均值為29.55g/kg［13］.因此，黃河干流表層沉積物∑Fe含量與不同地質(zhì)環(huán)境下沉積物的母質(zhì)來源和礦物成分有關(guān)，也與人類活動(dòng)以及工農(nóng)業(yè)污染狀況有關(guān).

3 討論

3.1 黃河表層沉積物中有效態(tài)鐵分布特征以及關(guān)性分析

表3列出了黃河表層沉積物中有效態(tài)鐵（BFe）（即BFe=Fe-1+Fe-2+Fe-3+Fe-4+Fe-5）、BFe/∑Fe、Fe-4/BFe的比值.

根據(jù)表2、表3數(shù)據(jù)，用spass19.0相關(guān)性分析軟件對(duì)黃河表層沉積物的∑Fe、Fe-6、BFe、Fe-4、有機(jī)質(zhì)之間的相關(guān)性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得出:樣品中∑Fe與Fe-6呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（r= 0.996**，P ＜0.01），說明∑Fe含量主要受Fe-6控制，BFe與∑Fe呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)關(guān)系（r=0.456*，P＜0.05），三者含量高低沿程變化趨勢(shì)一致，見圖3.表2、表3數(shù)據(jù)表明:沉積物樣品中的Fe-6占∑Fe比率的92.55%～98.33%，BFe僅占∑Fe比率1.56%～7.45%，說明Fe-6是黃河沉積物中鐵的主要存在形態(tài).由于生物不能直接吸收利用Fe-6，所以盡管黃河表層沉積物中∑Fe含量較高，但是對(duì)上覆水影響不大.

黃河是高pH、高碳酸鹽緩沖體系，有機(jī)質(zhì)含量偏低，除H1、H2和H21外，其他表層沉積物中有機(jī)質(zhì)含量在0.11%～0.70%之間，見表3、圖2.有機(jī)質(zhì)與BFe呈顯著正相關(guān)關(guān)系（r=0.457*，P＜0.05），與Fe-4呈現(xiàn)顯著正相關(guān)系（r=0.541*，P＜0.05）； BFe與Fe-4呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)系（r=0.815**， P＜0.01），說明BFe含量主要受Fe-4和有機(jī)質(zhì)的控制.Fe-4占BFe比率的35.26%～ 86.76%，是有效態(tài)BFe的主體.

3.2 總顆粒物（TPM）濃度改變對(duì)黃河鐵循環(huán)的影響

當(dāng)河流中懸浮顆粒物濃度較大時(shí)，顆粒物通過對(duì)鐵的吸附降低上覆水中的鐵濃度，提高了自身全鐵濃度.近年來，黃河水環(huán)境重要的改變之一是從河上游到中游廣泛的筑壩，2000～2005年由黃河輸送到海洋的輸沙量下降到先前通量的14%（先前通量為1.08×109t/a）［1］，這種下降趨勢(shì)是持續(xù)的，甚至有可能導(dǎo)致黃河部分河段鐵的負(fù)載量低于生物所需活性鐵的最低限度.為此，選取受黃河筑壩影響較大的河段，上游烏海段H7和三盛公段H8，中游大禹渡段H15和三門峽段H17，探討人工筑壩對(duì)黃河鐵循環(huán)的影響.

H7和H8沉積物樣品中∑Fe含量分別為17.19g/kg和18.81g/kg，遠(yuǎn)低于黃河表層沉積物∑Fe的平均含量24.44g/kg，其中與上覆水密切相關(guān)的Fe-1含量分別為11.04mg/kg和2.70mg/kg，均低于平均含量17.33mg/kg.烏海段H7的上游建有黃河海勃灣水利樞紐工程，由于該工程攔截了大量的泥沙使其下游海勃灣段黃河水變得非常清澈（H7采樣點(diǎn)），TPM濃度降到極低點(diǎn)，與H7相鄰的三盛公段H8建有黃河三盛公水利樞紐工程，正是這些大壩導(dǎo)致H7、H8沉積物樣品中∑Fe與Fe-1含量遠(yuǎn)低于各自平均值.

H15和H17樣品中總鐵∑Fe含量很高，僅次于渤海淺海分別為30.44g/kg（全程第二）和29.94g/kg（全程第三），F(xiàn)e-1含量分別為19.33mg/ kg和33.74mg/kg（最高點(diǎn)）.黃河大禹渡段H15、三門峽段H17境內(nèi)分別建設(shè)有大禹渡電灌站和三門峽大壩.大禹渡電灌站清水抽上去澆灌良田，泥沙排入黃河，使水體TPM濃度急劇增加；三門峽水利樞紐從建設(shè)初期至今在攔沙還是排沙的問題上爭(zhēng)議一直沒有停止過，從1960年開始攔沙蓄水不到2年時(shí)間，庫區(qū)泥沙淤積相當(dāng)嚴(yán)重，渭河的淤積也開始迅速向上游發(fā)展，直接威脅到西安.為此，三門峽水利樞紐經(jīng)過兩次改建，多次調(diào)整運(yùn)用方式，從攔沙蓄水改為蓄清排渾，導(dǎo)致黃河水體TPM濃度急劇增加.是H15、H17的∑Fe與Fe-1含量高的重要因素之一.

4 結(jié)論

4.1 黃河干流表層沉積物中∑Fe含量范圍在14.01～30.98g/kg，平均值為24.44g/kg，最小值和最大值點(diǎn)分別出現(xiàn)在黃河柳林段H13和渤海淺海H21；各形態(tài)鐵以Fe-6含量最高，占總鐵∑Fe比率92.55～98.44%，是沉積物中鐵的主要存在形式，BFe含量?jī)H占1.56～6.98%，并且三者含量高低沿程變化趨勢(shì)一致.

4.2 有機(jī)質(zhì)與BFe、Fe-4呈現(xiàn)顯著正相關(guān)系，BFe與Fe-4呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)系，說明BFe含量主要受Fe-4與有機(jī)質(zhì)的控制.Fe-4占BFe比率的35.26%～86.76%，F(xiàn)e-4是BFe的主體.

4.3 黃河水體TPM濃度增高（如黃河中游大禹渡段H15和三門峽段H17），表層沉積物中∑Fe與 Fe-1含量高；TPM濃度降低（如黃河上游烏海段H7和三盛公段H8），表層沉積物中∑Fe與Fe-1含量低，說明黃河流域人工筑壩導(dǎo)致水體總顆粒物濃度（TPM）的改變，對(duì)黃河鐵循環(huán)會(huì)產(chǎn)生不可忽視的影響.

［1］Pan Gang， Michael D， Zhang Meiyi. Impact of suspended inorganic particles on phosphorus cycling in the Yellow River（China） ［J］. Environmental Science Technology， 2013，47:9685-9692.

［2］段佳鵬，韓永翔，趙天良，等.塵卷風(fēng)對(duì)沙塵氣溶膠的貢獻(xiàn)及其與太陽輻射的關(guān)系 ［J］. 中國環(huán)境科學(xué)， 2013，33（1）:43-48.

［3］趙 陽，曹文洪，謝 剛，等.黃土丘陵區(qū)小流域土地覆被變化對(duì)徑流產(chǎn)沙量的影響 ［J］. 中國環(huán)境科學(xué)， 2013，34（8）:2111-2117.

［4］劉唯佳，韓永翔，趙天良.黃土高原黃土的成因:沙塵氣溶膠源匯模擬與黃土堆積 ［J］. 中國環(huán)境科學(xué)， 2013，34（12）:3041-3046.

［5］Takeda S. Influence of iron availability on nutrient consumption ratio of diatoms in oceanic water ［J］. Nature， 1998，393:774-777.

［6］Moore J K， Doney S C， Glover D M， et al. Iron cycling and nutrient-limitation patterns in surface waters of the world ocean［J］. Deep-Sea Research Part II， 2001，49（1/3）:463-507.

［7］劉喜停，顏佳新.鐵元素對(duì)海相沉積物早期成巖作用的影響 ［J］.地球科學(xué)進(jìn)展， 2011，26（5）:482-492.

［8］呂仁燕.東海陸架沉積物中鐵的早期化學(xué)成巖作用 ［D］. 中國海洋大學(xué)， 2011.

［9］賈國東，鐘佐燊.鐵的環(huán)境地球化學(xué)綜述 ［J］. 環(huán)境科學(xué)進(jìn)展，1998，7（5）:75-84.

［10］胡 敏，李芳柏.土壤微生物鐵循環(huán)及其環(huán)境意義 ［J］. 土壤學(xué)報(bào)， 2014，51（4）:684-697.

［11］汪福順，劉叢強(qiáng)，梁小兵.湖泊沉積物-水界面鐵的微生物地球化學(xué)循環(huán)及其與微量金屬元素的關(guān)系 ［J］. 地質(zhì)地球化學(xué)， 2003，31（3）:63-69.

［12］盧偉東，陳紹勇，龍愛民.南海沉積物有機(jī)鐵與鐵限制的分析 ［J］.海洋通報(bào)， 2011，30（3）:302-309.

［13］刁桂儀，文啟忠.黃土中鐵的形態(tài)分布及其組合特性 ［J］. 海洋地質(zhì)與第四季地質(zhì)， 1999，19（3）:75-82.

［14］王 超，鄒麗敏，王沛芳，等.典型城市淺水湖泊沉積物中磷與鐵的形態(tài)分布及相關(guān)關(guān)系 ［J］. 環(huán)境科學(xué)， 2008，29（12）:3400-3404.

［15］Tessier A， Campbell P， Bisson M. Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals ［J］. Analytical Chemistry， 1979，51（7）:844-850.

［16］Diao Guiyi， Wen Qizhong. The paleoclimatic variation records of carbonate and Iron oxides in the weinan loess section ［J］. Chinese Journal of Geochemistry， 1997，16（1）:62-68.

［17］蔣廷惠，胡藹堂，秦懷英，等.土壤鋅、銅、鐵、錳形態(tài)區(qū)分方法的選擇 ［J］. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)， 1990，10（3）280-285.

［18］劉淑娟，羅明標(biāo)，張 慧.鄰菲羅琳光度法測(cè)定環(huán)境樣品中的形態(tài)鐵 ［J］. 南昌大學(xué)學(xué)報(bào)（理科版）， 2005，29（5）:457-460.

［19］馮 朋，杜欣容，張麗萍，等.鐵含量測(cè)定方法比較研究 ［J］. 應(yīng)用化工， 2012，41（3）:1528-1529.

［20］郭小群，譙康全，蔡述蘭，等.鄰菲羅啉分光光度法測(cè)定自來水中的鐵（III）含量 ［J］. 四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2008，21（4）:72-73.

［21］張憲偉.黃河沉積物-水體磷交換行為及通量研究 ［D］. 北京市，中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心， 2008，5，29.

［22］隆 茜，張 經(jīng).陸架沉積物中重金屬研究的基本方法及其應(yīng)用［J］. 海洋湖沼通報(bào)， 2002，（3）:25-35.

［23］王振華.湖泊沉積物鐵鋁對(duì)磷賦存形態(tài)及其轉(zhuǎn)化的影響 ［D］.哈爾濱市，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2012.

［24］劉東生，吳子榮，王挺梅，等.黃河中游黃土 ［M］. 北京:科學(xué)出版社， 1964，180-189，189-193，194-195.

［25］黃薇文，張 經(jīng).黃河河口段沉積物中重金屬的地球化學(xué)行為［J］. 海洋通報(bào)， 1987，6（2）:23-28.

［26］楊宏偉，郭博書，邰朝魯門，等.黃河入河沙漠顆粒物對(duì)磷酸鹽的吸附特征 ［J］. 環(huán)境科學(xué)， 2010，31（8）:1890-1896.

［27］劉國鋒，范成新，張 雷，等.藻源性黑水團(tuán)環(huán)境效應(yīng)Ⅲ:對(duì)水-沉積物界面處Fe-S-P 循環(huán)的影響 ［J］. 中國環(huán)境科學(xué)， 2014，34（12）:3199-3206.

Distribution characteristics and correlation analysis of Fe speciation in the surface sediments from different reaches along Yellow River.

YANG Hong-wei1*， WU Ya-li2， MA Xu-yang1 （1.Chemistry and Environment Science College of Inner Mongolia Normal University， Huhhot 010022， China；2.Department of Chemistry，Jining Normal College，Jining 012000 ， China）. China Environmental Science， 2015，35（12）：3663～3669

The distribution characteristics and correlation analysis of Fe speciation in the surface sediments from different reaches along Yellow River have been analyzed utilizing the so-called sequential extraction approach. The results indicate that the concentration of total iron （∑Fe） in the surface sediments is in the range from 14.01g/kg to 30.98 g/kg， Liulin（H13） sample is the maximum and Bohai offshore （H21） sample is the minimum. The residue iron（Fe-6）-the highest concentration in all speciations with 92.55%～98.4% of ∑Fe， and the bio-available fraction iron （BFe） only for 1.56%～6.98% with remarkably positive correlation with ∑Fe， the change trades of BFe， Fe-6 and ∑Fe concentrations are consistency along main stream of the Yellow River. The organic matter （OM） shows a notable correlation with both BFe and Fe-Mn oxides （Fe-4）， while BFe has extremely positive correlation with Fe-4， indicating that the content of BFe mainly relies on the Fe-4 and the organic matter. When the concentration of total particulate matter （TPM） is increased in the water of the Yellow River， such as in the middle reaches of the Yellow River Dayudu segments （H15） and Sanmenxia segments （H17）， one can find the high concentration of ∑Fe and Fe-1 in the surface sediments， when the concentration of TPM decrease， such as in the upper reaches of the Yellow River Wuhai segments （H7） and Sanshenggong segments （H8） ，the concentration of ∑Fe and Fe-1 in the surface sediments is low. The results indicate that the artificial dams in the Yellow River Basin cause the changes of TPM concentration in the water， and also lead to non negligible impact on the iron cycle in the Yellow River.

surface sdiments；iron speciation；Yellow River；distribution；correlativity

X522

A

1000-6923（2015）12-3663-07

楊宏偉（1961-），女，天津人，副教授，學(xué)士，主要從事環(huán)境水化學(xué)方面的研究.發(fā)表論文50余篇.

2015-06-19

國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（21337003）；內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2011MS0203）

* 責(zé)任作者， 副教授， nsdyhw@163.com