Biểu hiện của các cặn lắn g trầm tích

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

8.6.3.2 Biểu hiện của các cặn lắn g trầm tích

Một phần đáng kể của các toμn bộ các loại tảo ở hầu hết các hồ đ‡ợc tích tụ ngay trên bề mặt của trầm tích. Những sách đã xuất bản chỉ ra rằng Zn tại các khác, rằng không có bất cứ bất cứ bằng chứng nμo của sự gia tăng linh động của Zn tại cột n‡ớc có thể liên hệ với sự phân giải các chất khử của Fe vμ Mn oxit hay sự khử Zn tự do liên quan tới quá trình kết tủa sunfit.

Những quan sát nμy đ‡ợc củng cố bởi kết quả của các thí nghiệm

trong toμn bộ hồ mμ đã chỉ ra rằng những thay đổi rất nhỏ trong nồng độ Zn- 65 hoμ tan trong suốt quá trình yếm khí (thiếu hụt O2) đối lập với sự phân rải ở mức rất cao của Fe 59, Co60, vμ Hg 203. Sự thật rằng sự phân bố của Zn hoμ tan không chịu ảnh h‡ởng bởi sự yếm khí không nên hiểu nh‡ lμ biểu thị sự vắng mặt của

đ‡ợc vận chuyển bởi Fe vμ Mn oxit. Trái ng‡ợc với điều nμy, tại vũng

Esthwaite các vi phân tích phân tử Fe sunfit đ‡ợc đánh dấu phóng xạ lμm mẫu thử ở tầng n‡ớc trên yếm khí đã chỉ ra rằng chúng rất giμu Zn (6000 ppm). Nhìn tổng thể mμ nói tuy nhi

trầm tích chịu ảnh h‡ởng rất khác nhau từ sự phân huỷ của nguồn nguyên

liệu nμy vμ cũng bởi chu trình oxy hoá khử Fe vμ Mn cũng nh‡ sự kết tủa

sunfit. Dữ liệu từ vũng Esthwaite biểu diễn bằng cách nμo mμ sự kết hợp của các quá trình có thể gây ảnh h‡ởng tới nồng độ của Zn hoμ tan tại mặt ngăn cách giữa trầm tích vμ n‡ớc. Sự biến thiên theo thời gian quan sát đ‡ợc giữa 10 vμ 50 cm trên bề mặt có xu h‡ớng theo những dạng cột n‡ớc cao hơn (hình 8.17a). Hơn bất cứ mối t‡ơng quan nμo biểu thị quá trình oxy hoá khử, sự biến thiên nμy xuất hiện nh‡ l‡ợng Zn chính đi vμo hồ qua quá trình tích tụ trực tiếp vμ sự chuyển dịch sinh học. Gía trị cực đại ngắn tức khắc trên bề mặt trầm tích trong mùa hè không có mối liên hệ nμo với các dạng biểu thị quá trình oxy hoá khử (ví dụ nh‡ phân bố Fe vμ Mn) nh‡ng thay vμo đó có liên hệ với sự lắng cặn của nguyên liệu tảo. L‡ợng Cu hoμ tan chỉ ra giá trị cực đại trùng khớp vμ các giá trị liên quan tới tỷ lệ hoμ tan Zn: Cu th‡ờng khá giống nhau giữa các loại tảo. Một cực đại bề mặt tồn tại trong thời gian ngắn khác xuất hiện sớm hơn trong cùng năm từ cuối tháng 2 tới đầu tháng 3 (Hình 8.17b), nh‡ng có những đặc điểm khác biệt. Điều nμy trùng khớp với giai đoạn hiếm hoi (từ 25/2 tới 7/4/1986) khi băng che phủ hoμn toμn tại hồ Esthwaite, trong đó quan sát đ‡ợc sự gia tăng rõ rệt của nồng độ bề mặt Zn, Fe, Mn, Cu, Pb vμ Cd cùng lúc.

Sự xuất hiện theo mùa quá trình tăng c‡ờng tái huy động Mn vμ Fe tại lớp

trầm tích hồ Esthwaite th‡ờng diễn ra gần cuối tháng ba bởi sự lắng đọng một phần hoa tảo cát mùa xuân (Hamilton Taylor vμ Morris 1985). Morfett vμ các công sự (1988) đã cung cấp giá trị cực đại bề mặt vμo năm 1986 d‡ới ảnh h‡ởng của các chất khử hỗn loạn d‡ới băng dẫn tới gia tăng phân tử trầm tích. (Ví dụ: Oxit vμ các vật chất hữu cơ).

ảnh h‡ởng tạo ra do sự tăng c‡ờng quá trình tái huy động đ‡ợc khuếch đại bởi sự giảm vận chuyển các chất hoμ tan đi khỏi bề mặt tiếp xúc. Một nhân tố

thêm vμo nữa đó lμ, do sự huy động trở lại bên d‡ới lớp băng một cách tự

nhiên, sự khử sunfat không tăng c‡ờng rõ rệt do đó quá trình lọc các kim loại vết qua sự khử sunfit cực đại lμ rất hạn chế tại bề mặt trầm tích. Tuy nhiên, qua thời gian l‡ợng Zn hòa tan có nồng độ thấp hơn tại các lỗ so với cột n‡ớc (hình 8.17), do đó Zn luôn luôn hoμ tan xuống có thể từ cực đại bề mặt ngắn hay từ phía trên cột n‡ớc. Trầm tích do vậy nh‡ lμ một bể chứa Zn cho dù cực đại ngắn dẫn đến vμi chu trình nhanh vμo các cột n‡ớc. Dù còn rất nhiều điều ch‡a rõ về chi tiết của dạng thẳng đứng (Hình 8.17), rõ rμng tồn tại một quan hệ giữa nồng độ bề mặt của phân tử Zn hoμ tan vμ điều kiện oxy hoá khử tại hồ (hình 8.4). Nồng độ bề mặt lμ tối thiểu suốt quá trình (25 tháng 6 đến 10 tháng 10) của hiện t‡ợng yếm khí bề mặt. Quan sát nμy cùng với các nghiên cứu về tính tan đã khiến cho Morfett đ‡a ra kết luận lμ sự dịch chuyển của Zn trong quá trình hoá trầm tích lμ do sự kết tủa của sunfit. Thật sự lμ các phân tử Fe sunfit tại hồ Esthwaite đ‡ợc biết đến nhằm lμm giμu Zn (Davidson vμ các cộng sự 1992) bổ sung thêm sức thuyết phục cho kết luận nμy.

Hình 8.17: a, b: Cấu n‡ớc đáy tại Esthwa

trúc thẳng đứng của nồng độ Zn hoμ tan tại các lỗ trầm tích vμ phía trên vùng ite, một hồ có sự tạo ra hiện t‡ợng yếm khí theo mùa ở n‡ớc Anh

a: Kết quả của dạng phân tầng vμo mùa hè tr‡ớc ngμy 18-6, trong suốt thời gian từ 30-5 đến 24-9 vμsau ngμy 3-12. Trong đó nồng độ trung bình của l‡ợng Zn hoμ tan đ‡ợc chỉ ra nh‡ một tam giác mở sau ngμy 3-12. Trong đó nồng độ trung bình của l‡ợng Zn hoμ tan đ‡ợc chỉ ra nh‡ một tam giác mở

b: Kết quả của dạng tr‡ớc, trong vμ ngay lập tức tại vùng băng che phủ hoμn toμn (Morfett vμ các

cộng sự 1988)

Phần lớn các nghiên cứu còn lại về sự tạo thμnh trầm tích sớm của Zn tại vùng trầm tích lòng hồ dựa trên các hạt thu nhận đ‡ợc tại các thời điểm đơn lẻ. Các kết quả cho thấy rằng tại vùng trầm tích ở hồ Esthwaite, sự giảm chuyển động của Zn lμ do kết tủa sunfit xuất hiện nh‡ một yếu tố d‡ thừa tại các hồ nơi mμ mặt tiếp xúc giữa O2 vμ H2S có thể tại vùng ranh giới giữa n‡ớc vμ trầm tích hay tại khoảng sâu bên trong của trầm tích. Sự di chuyển của Zn theo cách nμy

tạo ra một gradient nồng độ theo h‡ớng giảm dần dẫn đến sự vận chuyển Zn

Hình 8.18: Dạng cấu trúc thẳng đứng của nồng độ Zn, Fe, sunfat hoμ tan ngang qua bề mặt giới hạn giữa trầm tích vμ n‡ớc tại các hồ rất đa dạng về nồng độ pH ở Quebec vμ Ontario. Nhũng biểu t‡ợng

ó thể cho rằng sự khử

cộng sự 1989). Sự giảm số l‡ợng các

khác nhau biểu thị những hồ khác nhau với pH tại đáy các hồ đ‡ợc chỉ ra xen kẽ tại các đồ thị của Zn. Hồ Silver đ‡ợc đ‡a ra nh‡dạng bên tay trái với biểu t‡ợng hình tròn (Tessier vμ các cộng sự 1989)

Qúa trình giống nh‡ vậy cũng xảy ra đối với các kim loại khác nữa, sự kiện nμy cùng với những đặc tr‡ng riêng biệt về môi tr‡ờng sẽ đ‡ợc nghiên cứu kỹ hơn tại phần 8.4.4. Tessier vμ cộng sự (1989) nghiên cứu trầm tích trên bề mặt oxy hoá tại rất nhiều các hồ thiếu dinh d‡ỡng vμ rất khác nhau về độ pH vμ độ nhiễm Zn (Hình 18). Họ nhận ra rằng sự lắng đọng của Zn xảy ra chủ yếu tại các hồ có nồng độ acid cao (pH < 6). Một trong các hồ có độ acid rất cao lμ hồ Silver vói độ pH khoảng = 4 chỉ ra rất ít, nếu có bất cứ sự biến đổi nμo về nồng độ Zn trên bề mặt ranh giới giữa n‡ớc vμ trầm tích, không có bất cứ một sự khử sunfat nμo xuyên suốt độ sâu thử nghiệm (5 cm), c

sunfit taị các độ sâu vừa phải trong nền trầm tích lμ bắt buộc cho sự chuyển dịch rõ rệt của Zn tại các lỗ n‡ớc.

Tại các hồ nơi mμ độ Ph >6, gradient nồng độ theo chiều thẳng đứng ngang qua mặt phân cắt giữa trầm tích vμ n‡ớc thông th‡ờng lμ khá thấp vμ thay đổi theo nhiêù h‡ớng khác nhau nh‡ giảm dần, tăng dần khi đi xuống hay không theo bất cứ gradient nμo rõ rệt (Tessier vμ các

gradient th‡ờng có liên quan tới việc khu biệt cực đại hay cực tiểu bên d‡ới bề mặ

đ‡ợc hoμ tan không đạt tới đỉnh do sự phân huỷ tảo tạo nên, điều nμy đã đ qua tới sử Các ng an trọ tan ng

ra mối quan hệ đối nghịch mạnh mẽ với nồng độ pH (Tessier 1989). Liên kết sự phụ phần đ ề mặ Những th‡ với thụ kh kết đang ở

tan tạ ự trên vùng trầm tích oxy hoá ở các hồ

cũn của Zn Kh

tan từ an sát thấy tại bề mặt phân cách giữa n‡ớc vμ

trầ

đại ha c hồ Canada, đi cùng với khả năng sản

xuấ Các ng rất độ nhau

tới sự phụ thuộc vμo sự phân cất của Zn (Kd đáy

rất ch á. C‡òng độ liên

kết nhận đ

Mặc dù có tầm quan trọng liên quan vμ vai trò của các chất hấp thụ khác nh‡

Mn thấy v

cân bằ ộ Zn hoμ tan tại các hồ. Một nghiên cứu

t‡ơ

vệ thi uỷ của Zn tại bề mặt trầm tích vμ

t ranh giới giữa n‡ớc vμ trầm tích. Không giống nh‡ hồ Esthwaite, l‡ợng Zn

‡ợc n sát thấy tại mặt ranh giới giữa trầm tích vμ n‡ớc. Có thể có sự liên quan sự ít tự nhiên của những đỉnh nμy vμ kế hoạch không có thử nghiệm đ‡ợc dụng tại các hồ của Canada cũng với hiệu quả sinh học thấp hơn của chúng.

hiên cứu của Canada cũng chỉ ra rằng Zn liên kết với Fe oxit lμ rất qu ng trong bề mặt trầm tích oxy hoá tại các hồ nghiên cứu. Hμm l‡ợng Zn hoμ

ay lập tức ở phía trên của bề mặt trầm tích ở rất nhiều hồ khác nhau chỉ thuộc vμo độ pH của việc phân cắt Zn (nh‡ Kđ giảm theo độ pH) giữa các

áy của vμ oxit Fe một phần của trầm tích ủng hộ rõ rệt cho hình mẫu b t đ‡ợc đơn giản hoá.

c‡ờng độ đ‡ợc liên kết xuất phát từ miền dữ liệu tuy nhiên thông ờng lớn hơn những gì chứa đựng trong các thử nghiệm tại phòng thí nghiệm các oxit sắt. Cho dù các mối liên hệ quan trọng vμ vai trò của các chất hấp

ác ví dụ nh‡ Mn oxit vμ các vật chất hữu cơ không thể đ‡ợc định l‡ợng, quả nμy nói lên rằng sự hấp thụ của Zn hay Fe oxit tại vùng trầm tích

trạng thái cân bằng vμ xuất hiện gây ảnh h‡ởng lên nồng độ của Zn hoμ i các hồ. Một nghiên cứu t‡ơng t

g từ hội bảo vệ Canada, kiểm tra trầm tích, sự phân cắt các vùng lỗ n‡ớc cùng với sự biệt hoá của các phần giới hạn.

ông giống nh‡ hồ Esthwaite, không có điểm cực đại của l‡ợng Zn đ‡ợc hoμ việc phân huỷ tảo đ‡ợc qu

m tích. Điều nμy có thể liên quan tới tự nhiên thoáng qua của các điểm cực y ph‡ơng pháp lấy mẫu tại cá

t sinh học thấp hơn của chúng.

hiên cứu của Canada cũng cho thấy việc Zn liên kết với Fe oxit lμ điều quan trọng trên các bề mặt trầm tích oxy hoá tại các hồ nghiên cứu. Nồng Zn hoμ tan ngây lập tức ở phía trên bề mặt trầm tích tại rất nhiều hồ khác chỉ ra một mối t‡ơng tác ng‡ợc rất chặt với độ pH. Độ pH nμy liên quan sẽ tăng lên cùng với độ pH ) giữa các hồ khác nhau vμ từng phần Fe oxit tại phần trầm tích bề mặt liên hệ

ặt chẽ với các mẫu trạng thái bề mặt đ‡ợc đơn giản ho

xuất phát từ tr‡ờng dữ liệu, tuy nhiên, thông th‡ờng lớn hơn số liệu thu

‡ợc từ các thử nghiệm với Fe oxit trong phòng thí nghiệm.

oxit hay các hợp chất h‡ũ cơ lμ không đ‡ợc tính toán, kết quả cũng cho iệc hấp thụ Zn của Fe oxit tại các vùng trầm tích lμ đang ở trạng thái ng vμ nó có ảnh h‡ởng tới nồng đ

ng tự khác về quá trình oxy hoá trầm tích diễn ra tại các hồ cũng từ Hội bảo ên nhiên Canada kiểm tra sự phân h

các tổng l‡

tự với oxit ở

hiện rằng có sự thay đổi cần ghi nhận về mối quan hệ giữa việc hình thμnh trầ

hồ t‡ơ

có liên hệ rất gần gũi với độ pH thấp. Young vμ Harley cho rằng sự lắng cặn của Fe vμ hợp chất mùn vμ cùng lúc với sự chuyển dịch của Zn cũng có thể lμ nhân tố bổ sung.

Có hai điểm quan trọng khác nữa nhấn mạnh có liên quan với nghiên cứu của Tes

của Fe ại

các tái hu

quá trình kết tủa sunfit đã d‡ợc đề cập ở trên (nhìn bảng so sánh dạng của Fe vμ acid h Sự lμm rõ g th‡ờng, mức độ hấp thụ giống

hoạ rõ rệt hơn bởi các kết quả của thí ng đ‡ợ Những ngh ở n ngμy n vμo trầ Mộ

Caribou ở hồ Superior nơi mμ quá trình oxy hoá khử Mn lμ rõ rμng tại độ sâu 12

không

giới tr n huỷ của các vật chất

hữu bởi Fe Thê rộn

bên trên của phản ứng oxy ho cứ mối quan hệ

nμo với sự lμm giμu l‡ợng Zn tổng cộng, đó chính lμ điều Mc Kee đã cho lμ do sự thiếu hụt của nguồn đáng kể, phần lớn các hợp chất hữu cơ đã bị phân huỷ gần bề mặt trầm tích. Hơn nữa, các đo đạc về sự kết tủa trầm tích cũng thể

rốn n‡ớc cùng với sự hình thμnh các phản ứng phân huỷ. Quan tâm tới

ợng Zn lọc đ‡ợc, Kd giảm bởi các nhân tố giữa pH = 6.5 vμ pH = 5 t‡ơng sự giảm đã đ‡ợc nghiên cứu bởi Tessier trong quá trình liên kết của Fe cùng một độ pH. Sự chiết tách có chọn lựa của Zn, tuy nhiên cũng thể m tích từ Zn vμ độ pH. L‡ợng Zn đ‡ợc nâng lên chủ yếu bởi Mn oxit taị các

ng đối trung tính, trong khi Fe oxit vμ các hợp chất hữu cơ bị phân huỷ

sier vμ cộng sự tại các hồ đ‡ợc bảo vệ của Canada. Đầu tiên, đó lμ vai trò oxit trong vùng trầm tích của các hồ không ảnh h‡ởng tới dạng Zn t rốn n‡ớc. Hơn cả việc chỉ ra sự gia tăng nồng độ hoμ tan theo độ sâu do sự

y động khử của Fe oxit, nồng độ Zn hoμ tan trong thực tế còn thấp hơn do Zn tại các rốn n‡ớc). Điểm thứ hai có liên quan tới ảnh h‡ởng của pH vμ sự

oá trong biểu hiện của Zn.

gia tăng của Kd với pH đ‡ợc quan sát trên bề mặt trầm tích bị oxy hóa đã sự phụ thuộc của độ pH vμo sự hấp thu Zn. Thôn

của Zn liên kết với các phân tử thụ nhiên chỉ xuất hiện trong khoảng pH nhau nh‡ đã đ‡ợc nhận thấy ở hầu hết các hồ. Đặc điểm nμy đ‡ợc minh

hiệm ELA mμ qua đó chỉ ra rằng Zn65 c giải phóng ra từ trầm tích quay trở lại n‡ớc theo quá trình acid hoá.

kết luận nμy không phải lμ hoμn toμn chắc chắn, tuy nhiên những iên cứu về trầm tích tại các hồ ở Canada nơi mμ các cột n‡ớc tập trung Zn ồng độ cao rõ rμng không liên quan tới bất cứ sự phân giải từ các trầm tích

ay, bỏi vì đó lμ các hồ rất acid chỉ có các dòng hoμ tan vật chất rất lớn đi m tích.

t so sánh thú vị khác giữa các hồ kể trên đ‡ợc bổ sung bởi vùng l‡u vực nhỏ

cm trong vùng trμn tích. Luợng Zn vμ các hợp chất hữu cơ cacbon nh‡ng

bao gồm Fe vμ Mn đ‡ợc tăng c‡ờng trong các lớp “dòng” tại điểm ranh ầm tích - n‡ớc. Mc Kee (1989) đã cho rằng sự phâ

cơ gần bề mặt trầm tích đã giẩi phóng Zn mμ ngay sau đó đã bị hấp thụ vμ Mn oxit.

một chút về cốt lõi chu trình oxy hoá khử của Mn hoạt hoá vμ Fe kém mở m

g hơn dẫn tới sự giảm nồng độ của Fe vμ Mn ôxit tại từng vùng trong phần á khử của chúng. Không có bất

hiệ thông

Caribo hóng ra từ

việ của ra

đó lμ sự tái tập trung Zn thực chất phân huỷ chủ yếu bởi các oxit của trầm tích hơn

Có ít nhât một tμi liệu đã đua ra cá tro

Ba, phả hoμ ta

phía trên của bề mặt phản ứng oxy hoá khử thích hợp. Điều giảI thích nμy