摘要
陆地风化的硫酸盐(SO42-)通过河流体系输入海洋, 其通量以及硫酸盐同位素组成(δ34SSO4和 δ18OSO4)对全球硫循环及海洋SO42-同位素组成至关重要. (目的) 河流体系SO42-含量及δ34SSO4和 δ18OSO4组成不但受SO42-来源控制, 而且受河流内部硫酸盐细菌还原及氧化过程影响, 但其影响程度仍不明确, 特别是拦河筑坝以及水沙调控过程对流域硫循环的影响仍不清楚. (方法) 选择黄河小浪底水库作为研究对象, 借助水化学、水体氢氧同位素(δDH2O和 δ18OH2O)及δ34SSO4和 δ18OSO4方法, 通过对比分析水沙调控前后下泄河水SO42-含量及同位素组成差异, 阐明水沙调控过程对河水SO42-通量及同位素组成的影响机制. (结果) 结果表明: (1) 2018年黄河小浪底水库水沙调控发生在7月份, 8月份泥沙下泄与中游黄土高原降雨有关. 两次排沙过程下泄水δ18OH2O 均值分别为-8.1‰和-8.9‰, SO42-均值分别为1.43 mmol·L-1和1.77 mmol·L-1, δ34SSO4均值分别为8.3‰和7.4‰, δ18OSO4均值分别为5.4‰和5.7‰. (2) 水沙调控开始前 (6月份) 下泄河水δ18OH2O 均值为-7.0‰, SO42-均值为1.59 mmol·L-1, δ34SSO4均值为8.0‰, δ18OSO4均值为7.5‰; 水沙调控结束后 (10月份) 下泄河水δ18OH2O 均值为-9.2‰, SO42-均值为1.26 mmol·L-1, δ34SSO4均值为6.7‰, δ18OSO4均值为7.3‰. (3) 黄河小浪底水库7月份水沙调控导致泥沙暴露, 有机硫和来自硫酸盐细菌还原产生的硫化物发生氧化, 造成下泄河水δ18OSO4值降低, 但下泄河水在下游河道内流动过程中δ34SSO4和 δ18OSO4变化不大. (4) 2018年黄河小浪底水文站SO42-输出通量为0.061 Tmol·yr-1, 水沙调控过程SO42-输出通量占全年SO42-输出通量的比例为14.8%,入海δ34SSO4和 δ18OSO4流量均值分别为7.6‰和6.8‰. (结论) 黄河排沙过程改变原有水-沉积物界面环境,导致硫化物以及有机硫二次释放, 改变了黄河入海硫酸盐通量以及硫和氧同位素组成.
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