溶解および懸濁した微粒子リンプールの反応性は、黄河の下流に行くにつれて減少します。

Communications Earth & Environmental volume 4、記事番号: 294 (2023) この記事を引用

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1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

黄河は、リンが限られた渤海にとって、陸生由来のリンの潜在的に重要な供給源である。 しかし、黄河の長さに沿った溶解リンおよび粒子状リンの濃度、分配、および生物学的利用能の季節変動は、ほとんど制限されていません。 ここでは、2020 年の雨季と 2021 年の乾季に、黄河の源流から河口までの 72 観測所で溶存および浮遊粒子状リンを測定しました。総リン、総溶存リン、および溶存反応性リンの平均濃度は、黄河の方が高かったです。乾季より雨季。 逐次分別による分析により、一般に炭酸カルシウムに付随するリンが懸濁粒子プールの大半を占めていることが示された。 しかし、懸濁粒子中のリン含有量と鉄結合リンの相対的な寄与は乾季に増加し、生物学的利用能の季節変動を示唆しています。 リンプールの反応性は発生源から河口にかけて減少しており、生物利用可能なリンの渤海への輸出の可能性が低いことを示唆しています。

リン (P) は水生生物にとって必須の栄養素ですが、生態系内で過剰になると一般的な汚染物質になります。 沿岸地域は産業革命以降、めざましい経済発展を遂げてきました。 産業排出物、農地からの化学肥料や動物の糞尿の流出の結果として、大量のリンが沿岸地域に輸送され、一部の沖合海を深刻に汚染しています1。 1999 年から 2018 年までに、中国の 7 つの主要水系から沿岸域および海洋への人為的リンの正味総投入量は 206,464.8 kg P km-2 であると推定されています2。 リンの投入は海洋生物が生き残るための栄養素を供給できますが、過剰なリンの投入は有害な藻類の発生を引き起こし、生態系の健全性を脅かす可能性があります3。 これら 2 つの状況は、同じ川の異なる季節に発生する可能性があります。 したがって、季節河川からのリン投入の影響を水源から沿岸域まで調査することが重要です。

黄河は浮遊粒子状物質 (SPM) の濃度が世界で最も高く、大量の河川 SPM を沿岸海洋に輸送しています4。 リンは、粒子サイズが 63 μm 未満の SPM に多く含まれることが多く、SPM5 に付随して輸送されます。 実際、SPM 中の微粒子含有量の増加により、黄河流域の河口へのリンのフラックスが増加することが報告されています6。 黄河は季節河川であり、雨季と乾季の間で降水量、SPM 濃度、流量が大きく変動します。 研究によると、黄河は年間降水量の 50% 以上を夏に受け取りますが、冬にはわずか約 3% しか降水しません7。 しかし、ここ数十年で、黄河の SPM 濃度は、気候変動と、ダム建設、土壌と水の保全、分水などの人為的介入により劇的に減少しており、黄河の栄養バランスと栄養状態に潜在的な影響を及ぼしています。渤海9． ほとんどの研究は、黄河および黄河デルタの下流から渤海へのリンの輸送に焦点を当てています。 しかし、渤海への河川からのリン流入量の予測を助ける上でリンプールが潜在的に重要であるにもかかわらず、黄河流域に沿って、また季節ごとにリンプールのサイズと組成がどのように変化するかについてはわかっていない。

標準、測定および試験 (SMT) 法および溶液 31P 核磁気共鳴 (31P-NMR) 分光法は、堆積物 P 分析に一般的に使用されます 10,11。 SMT 法は、堆積物 P を NaOH 抽出可能な無機 P (NaOH-P)、HCl 抽出可能な無機 P (HCl-P) および有機 P (OP)12 に分離することができます。 NaOH-P は鉄-マンガン-アルミニウム結合 P (Fe/Mn/Al-P) を表します。 HCl-P は炭酸カルシウムに結合した P (Ca-P) を表します。 しかし、この方法では、堆積物中の有機リンの総量を測定することしかできず、有機リンの特定の組成や形態は測定できません。これに対し、 31 P-NMR 分光法では、堆積物中の有機リンの特定の組成や形態を迅速かつ正確に分析できます13。 。 堆積物中の P 化合物は、31P-NMR 分光法により、ホスホン酸塩 (Phos-P)、オルトリン酸塩 (Ortho-P)、オルトリン酸モノエステル (Mono-P)、オルトリン酸ジエステル、ピロリン酸塩 (Pyro-P) の 6 つのカテゴリーに分類できます。およびポリリン酸（Poly-P）14。