2008.5.22~24 表面沉積物

1. 台灣西南海域岩心沉積物金屬的變化及表面沉積物金屬物種的分佈台灣西南海域岩心沉積物金屬的變化及表面沉積物金屬物種的分佈 吳哲宇 簡國童 陳巧如 國立中山大學海洋地質及化學研究所 前言 存在於岩石中的金屬，因人類提煉使用，會將金屬以不同的方式排放到環境中，可能對環境及生物造成傷害。河川則為人類排放大部分陸源化學物質(包括金屬)到海洋的主要途徑之ㄧ，金屬會經由不同生地化作用進而保存於水體沉積物中，在沉積物的岩心中，記錄不同時間金屬污染信號，因此，河口和沿岸的沉積物及岩心可以提供在時間上和空間上人為影響的證據。本研究中，根據高屏峽谷南邊和北邊兩根岩心探討南北陸坡重金屬的分布是受到何種機制控制。 表面沉積物則使用連續萃取(sequential extraction)的處理方式，探討西南沿岸沉積物中的重金屬在5個相(表面吸附、碳酸鈣、鐵錳氧化物、有機物、岩石晶格)的分布。 2008.5.22~24 表面沉積物 2008.10.28~31 表面沉積物 Latitude(N) 圖一為沉積物和岩心採樣位置，本研究使用的岩心是取自FATES計畫的岩心，包括海研一號2005年12月779航次及2006年3月789航次高屏峽谷岩心。岩心的210Pb定年數據資料則是由中研院扈治安老師提供。西南沿岸的表面沉積物為海研三號在2008年5月和10月兩個航次採集。 材料與方法 岩心沉積物 779-9 789-1 (a) (b) (c) (d) (e) Longitude(E) 圖一 採樣分布圖 圖二和圖三分別為高屏峽谷南邊和北邊岩心，南邊岩心重金屬濃度穩定，但是在表層重金屬的濃度明顯較高，對照210Pb活度則在0~2公分的沉積物有明顯的低值，而北邊岩心210Pb活度在2~4公分也有明顯低值，重金屬濃度在此層也有增加，推測該層南北邊岩心都有受到額外輸入源影響，而2005年7月海棠颱風侵襲台灣，將大量金屬濃度較高之陸源物質帶到高屏峽谷南邊沉積，造成二岩心近表層的沉積物的重金屬濃度較深層高。 高屏峽谷北邊岩心1999年之前的沉積物重金屬濃度穩定，而從1999年到2005年的沉積物重金屬濃度有明顯增加的趨勢，而標準化後的金屬也是有相同的趨勢。 對照二根岩心，高屏峽谷南邊岩心的各金屬濃度都較北邊低，只有在近十年內南陸坡岩心金屬濃度接近北陸坡，且南陸坡金屬變化皆穩定，相較北陸坡沉積環境受高濃度陸源輸入影響濃度較低。 結果與討論 S=0.32 g cm2 yr R=0.8928 圖二 高屏峽谷南邊岩心(789-1)中(a)鉛(b)鎘(c)銅(d)鋅濃度和對鐵標準化之後各元素比例隨 時間變化圖，(e) 210Pbex活度垂直剖面 (a) (b) (c) (d) (e) S=0.67 g cm2 yr R=0.9462 圖三 高屏峽谷北邊岩心(779-9)中(a)鉛(b)鎘(c)銅(d)鋅濃度和對鐵標準化之後各元素比例隨 隨時間變化圖，(e) 210Pbex活度垂直剖面 曾文溪 曾文溪 曾文溪 曾文溪 曾文溪 曾文溪 曾文溪 曾文溪 高屏溪 高屏溪 高屏溪 高屏溪 高屏溪 高屏溪 高屏溪 (g)總銅濃度 (μg/g) (b)TOC (%) (c)碳酸鈣相 (%) (d)鐵錳氧化物相 (%) (f)晶格相 (%) (e)有機物相 (%) (a)Mud (%) 圖四 台灣西南沿岸表層沉積物，(a) Mud (%) ，(b) TOC (%)，(c) 銅在碳酸鈣相百分比 (%)， (d) 銅在鐵錳氧化物相百分比 (%)， (e) 銅在有機物相百分比 (%)，(f) 銅在晶格相百分比 (%)， (g) 總銅濃度 (μg/g) 圖四為台灣西南海域沿岸沉積物於本研究使用連續萃取法，萃取5個相(表面吸附、碳酸鈣、鐵錳氧化物、有機物、岩石晶格)中的銅分布圖。其中可交換相部分的濃度偏低(小於總濃度4%)，故不討論。在上圖四個相中(碳酸鈣、鐵錳氧化物、有機物、岩石晶格)，在台灣西南海域沉積物銅金屬大致以鐵錳氧化物相所佔比例較高，其次是碳酸鈣相>晶格相>有機相>可交換相，但有地區性差異。高總銅濃度集中在南邊高屏峽谷內側和出海口附近，且鐵錳氧化物相的銅在此處百分比最高，其次是有機物相，得知銅大部分都是吸附在鐵錳氧化物上，以及和有機物形成複合物存在，在曾文溪及高屏溪間近岸海域沉積物中，總銅濃度較低，因沉積物大部分都是粗顆粒，大部分為晶格中的銅比例佔最高，到曾文溪出海口附近，總銅濃度才又增加。 致謝 感謝中山大學海地化所林慧玲老師和劉祖乾老師及中研院地科所扈治安老師提供沉積物樣品及定年資料。