(1987) Hồ Windermere Phân tích môi tr ‡ ờng tồn

239, 240Pu vμ phụ thuộc vμo dữ u trong cột n ‡ớc

(1987) Hồ Windermere Phân tích môi tr ‡ ờng tồn

Hồ Windermere Phân tích môi tr‡ờng tồn

tại

106 1 - 0.04 Reynold,

(UK) Phân tích hồi quy về nồng độ các chất hoμ tan

- 1 42.4 0.034 Hamilton Taylor (1992)

L‡ợng sillicat phân bố trong hồ có liên quan tới sự thu nhận vμ giải phóng Si do sự nở hoa của tảo cát vμo mùa xuân trong suốt quá trình phân tầng của n‡ớc do nhiệt (Balistrieri vμ các cộng sự 1992b).

Tỷ lệ nguyên tử giữa Zn vμ Si tại hồ Sammamish (6.10-5) lμ nhỏ hơn so với tại hồ Windermere vμ tại hồ Constance, nh‡ng sự sai khác giữa các giá trị nμy không gây ra ngạc nhiên do l‡ợng Si chứa đựng tại thềm n‡ớc đứng sẽ tăng lên rất cao tuỳ thuộc vμo phức hợp chất của nhóm. Có thể điều quan trọng hơn lμ ở chỗ Zn có mối t‡ơng quan mạnh với Sillicat hơn bất cứ hợp chất dinh d‡ỡng nμo có trong hồ Sâmmmish cũng nh‡ hồ Windermere vμ cả đại d‡ơng (Bruland 1980; Bruland vμ Frank. 1983).

Điều thú vị nữa lμ mối quan hệ giữa Zn vμ silicat tại hồ Sammamish lμ rất rõ rμng cho dù chu trình oxy hoá khử tập trung của Fe vμ Mn xảy ra tại hồ nơi có sự thiếu hụt oxy theo mùa. Sự phân bố của Cd, Co, Cr, Cu, Ni vμ Pb lμ đối lập vói tất cả các mức độ chịu ảnh h‡ởng khác nhau do chu trình Fe vμ Mn vμ các điều kiện cho quá trình oxy hoá khử thông th‡ờng. Sự phân bố Cd cũng chỉ ra những điểm t‡ơng đồng với l‡ợng Photphat trong các b‡ớc đầu tiên của sự phân tầng nh‡ng ngay sau đó mối quan hệ nμy bị phá vỡ có thể lμ do sự hấp thụ photphat vμo Fe oxit vμ sự chuyển hoá Cd sang dạng kết tủa sunfit.

Những kết quả nμy đã cung cấp thêm những bằng chứng về luận điểm tồn tại các điểm quan sát hạn chế về thời gian mối quan hệ giữa kim loại vμ chất dinh d‡ỡng tại các con sông. Tại hồ Windermere, mối t‡ơng quan giữa Zn vμ sillicat lμ rõ rệt chỉ trong suốt giai đoạn phát triển của hiện t‡ợng nở hoa của tảo cát vμo tháng T‡, trong khi tại hồ Sammamish mối t‡ơng quan nμy lμ rõ rệt suốt quá trình phân tầng. Hai sự khác biệt nμy giữa các hồ lμ thời gian nở hoa có liên quan tới quá trình bắt đầu phân tầng vμ nồng độ sillicat ở mức độ bình th‡ờng.

Hình 8.15: L‡ợng Zn hoμ tan đi ng‡ợc lại với l‡ợng chất dinh d‡ỡng hoμ tan vμ nồng độ chất diệp lục chlorophyll a trong tất cả các độ sâu khác nhau suốt thời kỳ 2-30 (4-1985) tại hồ Windermere, UK (Reynolds vμ Hamilton- Taylor 1992)

Hình 8.16: Tổng l‡ợng acid Zn hoμ tan đối ng‡ợc với nồng độ sillicate hoạt hoá ở tất cả các độ sâu khác nhau suốt thời kỳ tháng 4-10 1988 tại hồ Sammamish, Washington( Balistrieri vμ các cộng sự 1992a)

Tại hồ Sammamish, phần lớn thời gian tăng tr‡ởng diễn ra vμo tháng t‡ sau khi bắt đầu quá trình phân tầng, kết quả lμ sự giảm nồng độ sillicat theo thời gian tại tầng n‡ớc d‡ới vμ kèm theo lμ sự tăng nồng độ ở tầng n‡ớc trên nơi mμ không có sự dịch chuyển vμ sự giải phóng các yếu tố sinh học. Tại hồ Windermere sự phát triển của hoa xảy ra tr‡ớc khi có quá trình phân tầng xảy ra tới tận đầu tháng Năm. Do đó, l‡ợng sillicat hoμ tan giảm suốt cột n‡ớc suốt thời gian tăng tr‡ởng chính vμo tháng T‡. Độ lớn của nồng độ sillicat vμ sự

khác biệt về nồng độ tại vùng n‡ớc trên vμ d‡ới đều lớn hơn tại hồ

Sammamish. Nồng độ sillicat ở tầng n‡ớc trên vμ d‡ới chênh lệch d‡ới 5Pmol.l- 1 tại hồ Windermere suốt tháng Năm. Dựa trên quá trình quan trắc ở cột n‡ớc ty số phân tử giữa Zn: Si tại hồ Windermere (8.10-4), điều nμy có tác động tới sự khác biệt xấp xỉ 4Pmol.l-1 của Zn.

Do nồng độ tập trung của Zn vμo mùa hè tại hồ Windermere lμ xấp xỉ 40Pmol.l- 1, không mấy ngạc nhiên rằng mối t‡ơng quan đó bị phá vỡ trong thời kỳ nμy khi có rất ít sự di chuyển chủ động của Si. Các số liệu về hồ Sammamish vμ

yếu tố vật lý.

Windermere do đó cung cấp những bằng chứng rất thuyết phục chứng minh cho mối quan hệ trung gian sinh học giữa Zn vμ chất dinh d‡ỡng đ‡ợc quan sát tại các hồ, nh‡ng cũng không biểu diễn theo một quy tắc nhất định bởi chúng th‡ờng rất lờ mờ trong các quá trình khác. Hơn nữa, sự xuất hiện gia tăng khái niệm về một quá trình hoá học luợng pháp toμn cầu cho tất cả các hồ lμ không thích hợp. Có những bằng chứng xác đáng cho thấy rằng ngay cả tỷ lệ cơ bản C:N:P của nguyên liệu tảo cũng thay đổi rất lớn tại các hồ do kết quả của của sự khác biệt trong tốc độ cung cấp các nguyên tố vμ các

Zn nh‡ng chu trình Fe vμ Mn dần dần cũng có những ảnh h‡ởng nhỏ đ‡ợc nhận thấy lên l‡ợng Zn hoμ tan tại các cột n‡ớc ở các hồ. Các nghiên cứu về

hμng loạt các vùng n‡ớc yếm khí theo mùa bao gồm Vũng Esthwaite, hồ

Zurich, hồ Biel, hồ Sammamish vμ hồ yếm khí lâu dμi Baldegg, nhận thấy không có sự thay đổi nμo trong nồng độ Zn chỉ ra bất cứ mối liên quan nμo với chu trình oxy hoá khử của Fe vμ Mn hay sự kết tủa sunfit. Nói theo cách

dò phóng xạ

kết tủa Zn sunfit, có hay chăng nó chỉ biểu thị rằng Zn không

ên các quan sát cũng chỉ ra rằng những hiện t‡ợng liên quan tới phản ứng oxy hoá khử chỉ có ảnh h‡ởng rất nhỏ lên sự phân bố theo chiều thẳng đứng của l‡ợng Zn đ‡ợc hoμ tan trong các hồ.

Một vμi các ngoại lệ đã đ‡ợc xem xét ở những nơi mμ l‡ợng Zn chịu ảnh h‡ởng rõ rệt bởi các môi tr‡ờng oxy hoá khử bao quanh cho dù tất cả các tr‡ờng hợp đ‡ợc đ‡a ra d‡ới đây đều không bình th‡ờng ở một số điểm. Landing đã quan sát hình dáng cố kết theo trục thẳng đứng qua đó chỉ ra sự gấp nếp 2.5 lμm giμu l‡ợng Zn hoμ tan trong l‡ợng n‡ớc yếm khí của hồ Jellyfish hay môi tr‡ờng n‡ớc lợ tù đọng (26 - 30‰) tại Palau, Micronesia. Ng‡ời ta cho rằng nồng độ Zn hoμ tan (~2.5Pmol.l-1 ) tại các dải yếm khí đ‡ợc điều khiển bởi sự kết tủa sunfit nh‡ng nguyên nhân cho nồng độ thấp d‡ới điều kiện oxy hoá không đ‡ợc nhắc tới. Tại hồ Vanda, một hồ n‡ớc yếm khí vĩnh cửu của vùng Bắc Băng D‡ơng, l‡ợng Zn hoμ tan lớn nhất đ‡ợc quan sát thấy trên bề mặt của O2 - H2O.

Dựa trên sự t‡ơng đồng giữa hình thái của Zn ở các nồng độ hoμ tan, sự biểu hiện của Zn đ‡ợc liên kết với chu trình oxy hoá khử của Mn oxit nh‡ng thêm vμo đó sự giảm nồng độ Zn hoμ tan theo độ sâu tại dải yếm khí lμ do sự kết tủa sunfit. Giới hạn về độ sâu của tầng n‡ớc trên có l‡ợng Zn tối đa tuy nhiên lại trùng khớp với đỉnh giới hạn của sự tăng c‡ờng nồng độ muối, do đó sự tăng c‡ờng Zn có lẽ sẽ dẫn đến rất nhiều các cơ chế có thể xảy ra bao gồm cả sự trao đổi ion với Ca++.