Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nguồn gốc và số phận của carbon vô cơ hòa tan trong nước giữa các lớp địa chất của hai khu vực nước lợ: Một nghiên cứu điển hình về cửa sông Scheldt, Bỉ
Tóm tắt
Các quá trình ảnh hưởng đến nồng độ và thành phần đồng vị của carbon vô cơ hòa tan (DIC) đã được nghiên cứu trong nước lỗ của hai khu vực nước lợ ở cửa sông Scheldt, Bỉ. Giá trị δ13CDIC trong nước lỗ từ các khu đầm lầy và bãi bùn dao động từ -27 đến +13,4‰; sự biến đổi rất lớn này phản ánh sự đóng góp của các nguồn carbon khác nhau vào nguồn DIC. Trong nước lỗ của bãi bùn trên cao, DIC từ nước sông và sự hòa tan của calcite đóng góp với tỷ lệ nhỏ hơn (10% và 16% tương ứng) vào tổng nguồn DIC. Kết quả cho thấy rằng carbon vô cơ được thêm vào nước lỗ của các bãi bùn có giá trị δ13C là +20,3‰ vào tháng 5 năm 1998. Những giá trị δ13CDIC được làm giàu mạnh mẽ này cho thấy đóng góp chính (lên đến ba phần tư) vào tổng DIC là CO2 có nguồn gốc từ quá trình sinh methane. Trong nước lỗ của các khu đầm lầy, CO2 từ sự phân hủy chất hữu cơ (-27,5‰) và DIC từ nước sông (-11,5 đến -16,1‰) là những nguồn chính đóng góp carbon vô cơ vào tổng nguồn DIC. Trong nước lỗ từ một khu đầm lầy có sự hiện diện của cây sẽ, đóng góp từ CO2 có nguồn gốc từ sự phân hủy chất hữu cơ lớn hơn so với nước lỗ từ một vùng chỉ có thực vật vông. Trong trường hợp sau, DIC từ nước sông là nguồn chính của DIC trong nước lỗ.
Từ khóa
#carbon vô cơ hòa tan #đồng vị carbon #cửa sông Scheldt #nước lỗ #quá trình sinh methaneTài liệu tham khảo
Baeyens W, Van Eck GTM, Lambert C, Wollast R & Goeyens L (1998) General description of the Scheldt Estuary. In: Baeyens W (Ed.) Trace Metals in the Westerschelde Estuary (pp 1–14). Kluwer Academic Publishers, The Netherlands
Barker JF & Fritz P (1981) The occurrence and origin of methane in some groundwater flow systems. Canad. J. Earth Science 18: 1802–1816
Claypool GE & Kaplan IR (1974) The origin and distribution of methane in marine sediments. In: Kaplan IR (Ed.) Natural Gases in Marine Sediments (pp 99–139). Plenum Press
Coplen TB (1996) New guidelines for reporting stable hydrogen, carbon and oxygen isotoperatio data. Geochimica et Cosmochimica Acta 60: 3359–3360
Craig H (1957) Isotopic standards for carbon and oxygen and correction factors for massspectrometry analysis of carbon dioxide. Geochimica et Cosmochimica Acta 12: 133–149
Crill PM, Bartlett KB, Sebacher DI, Harriss RC, Verry ES, Gorham E, Madzar L & Sanner J (1988) Methane flux from Minnesota peatlands. Global Biogeochem. Cycles 2: 371–384
Dickson AG & Millero FJ (1987) A comparison of the equilibrium constants for the dissociation of carbonic acid in seawater media. Deep-Sea Res. 34: 1733–1743
Faure (1986) Isotope systematics of two component mixtures. In: Faure G (Ed.) Principles of Isotope Geology (pp 141–153). John Wiley and Sons
Frankignoulle M, Bourge I & Wollast R (1996) Atmospheric CO2 fluxes in a highly polluted estuary (the Scheldt). Limnology and Oceanography 41(2): 365–369
Frankignoulle M, Abril G, Borges A, Bourge I, Canon C, Delille B, Libert E & Théate JM (1998) Carbon dioxide emission from European estuaries. Science 282: 434–436
Games LM & Hayes JM (1976) On the mechanisms of CO2 and CH4 production in natural anaerobic environments. In: Nriagu JO (Ed.) Proceedings of the 2nd International Symposium on Environmental Biogeochemistry, Vol. 1, No. 5 (pp 51–73). Butterworth
Grossman E, Coffman BK, Fritz SJ & Wada H (1989) Bacterial production of methane and its influence on ground-water chemistry in east-central Texas aquifers. Geology 17: 495–499
Grossman EL (1997) Stable carbon isotopes as indicators of microbial activity in aquifers. In: Hurst CJ (Ed.) Manual of Environmental Microbiology (pp 565–576). American Society for Microbiology, Washington
Hellings L (2000) Origin and fate of dissolved inorganic and particulate organic carbon in a highly polluted estuary (The Scheldt) as traced by stable carbon isotopes. Doctoral Thesis, Vrije Universiteit Brussel, Brussels
Hellings L, Dehairs F, Tackx M, Keppens E & Baeyens W (1999) Origin and fate of organic carbon in the freshwater part of the Scheldt Estuary as traced by stable carbon isotope composition. Biogeochemistry 47: 167–186
Kipphut GW & Martens CS (1982) Biogeochemical cycling in an organic-rich coastal marine basin-3. Dissolved gas transport in methane-saturated sediments. Geochimica et Cosmochimica Acta 46(11): 2049–2060
LaZerte BD (1981) The relationship between total dissolved carbon dioxide and its stable carbon isotope ratio in aquatic sediments. Geochimica et Cosmochimica Acta 45: 647–656
Meire P, Hoffman M & Ysebaert T (1995) De Schelde: een stroom natuurtalent. Instituut voor Natuurbehoud, Hasselt: rapport 95.10 (in Dutch)
Mehrbach C, Culberson CH, Hawley JE & Pytowicz RM (1973) Measurement of the apparent dissociation constant of carbonic acid in seawater at atmospheric pressure. Limnology and Oceanography 18: 897–907
Nascimento C, Atekwana EA & Krishnamurthy RV (1997) Concentrations and isotope ratios of dissolved inorganic carbon in denitrifying environments. Geophys. Res. Lett. 24(12): 1511–1514
Nissenbaum A, Presley B & Kaplan IR (1972) Early diagenesis in a reducing fjord, Saanich Inlet, British Columbia-I. Chemical and isotopic changes in major components of interstitial water. Geochimica et Cosmochimica Acta 36: 1007–1027
Ogrinc N, Lojen S & Faganeli J (1997) The sources of dissolved inorganic carbon in pore waters of lacustrine sediment. Water, Air and Soil Pollution 99: 333–341
Presley BT & Kaplan IR (1968) Changes in dissolved sulfate, calcium and carbonate from interstitial water from near-shore sediments. Geochimica et Cosmochimica Acta 32: 1037–1048
Quay PD, Emerson SR, Quay BM & Devol AH (1986) The carbon cycle for LakeWashington-A stable isotope study. Limnology and Oceanography 31(3): 596–611
Reeburgh WS (1967) An improved interstitial water sampler. Limnology and Oceanography 12: 163–165
Siebens K (1997) Methane emissions from intertidal areas of the Zeeschelde. University of Gent (RUG). Faculteit Landbouwkundige en Toegepaste Biologische Wetenschappen (in Dutch)
Wang Z, Zeng D & Patrick WH (1996) Methane emissions from natural wetlands. Environmental Monitoring and Assessment 42: 143–161
Whiticar MJ, Faber E & Schoell M (1986) Biogenic methane formation in marine and freshwater environments: CO2 reduction vs. acetate fermentation – isotopic evidence. Geochemica et Cosmochimica Acta 50: 693–709
Williams RT & Crawford RL (1984) Methane production in Minnesota peatlands. Appl. Environ. Microbiol. 47: 1266–1271
Zeikus J.G. & Winfrey M.R. (1979) Temperature limitation of methanogenesis in aquatic sediments. Appl. Environ. Microbiol. 31: 99–107