正文 前景廣闊的河口化學(1 / 2)

三角洲是河流流入海洋或湖泊時,因流速減低,所攜帶泥沙大量沉積,逐漸發展成的衝積平原。三角洲又稱河口平原,從平麵上看,像三角形,頂部指向上遊,底邊為其外緣,所以叫三角洲。三角洲的麵積較大,土層深厚,水網密布,表麵平坦,土質肥沃,如我國的長江三角洲、珠江三角洲和黃河三角洲等。三角洲根據形狀又可分為尖頭狀三角洲、扇狀三角洲和鳥足狀三角洲。三角洲地區不僅是良好的農耕區,而且往往是石油、天然氣等資源十分豐富的地區。

河流注入海洋或湖泊時,水流向外擴散,動能顯著減弱,並將所帶的泥沙堆積下來,形成一片向海或向湖伸出的平地,外形常呈“△”狀,所以稱為三角洲。

三角洲是河口地區的衝積平原,是河流入海時所夾帶的泥沙沉積而成的。世界上每年約有160億立方米的泥沙被河流搬入海中。這些混在河水裏的泥沙從上遊流到下遊時,由於河床逐漸擴大,降差減小,在河流注入大海時,水流分散,流速驟然降低,再加上潮水不時湧入,有阻滯河水的作用,特別是海水中溶有許多電離性強的氯化鈉(鹽),它產生出的大量離子,能使那些懸浮在水中的泥沙也沉澱下來。於是,泥沙就在這裏越積越多,最後露出水麵。這時,河流隻得繞過沙堆從兩邊流過去。由於沙堆的迎水麵直接受到河流的衝擊,不斷受到流水的侵蝕,往往形成尖端狀,而北方水麵卻比較寬大,使沙堆成為一個三角形。

世界上近海岸的河口地區,一般都是人口密集、工農業生產發達的地方。以我國為例,長江口上有上海市,珠江口上有廣州市,海河口上有天津市等。這是由於在河口地區一般都會形成三角洲,那裏土質肥沃,有利於經濟的發展。像密西西比河和尼羅河形成的三角洲,其麵積達幾千平方千米。其中密西西比河三角洲向南移動擴大麵積已經有幾百萬年的曆史了。隨著城市的繁榮,工農業生產的發展,人們對沿海一帶的河口地區日益重視,研究也越來越深入,這裏不僅有膠體化學的問題,還有其他一些化學問題,因此,20世紀70年代後期出現了一門新的學科——河口化學。

河口化學是研究各種物質在河口區的河水和海水不斷交彙過程中的通量、相互作用、物質變化及其過程的學科。

河口是河海交彙的地帶,是典型的地表水從淡水過渡到鹹水的過渡性環境,不但物質通量相當大,而且化學變化和物理變化相當複雜。

各河口的地理條件和水文條件不同,河水和海水交彙的情況也有各種不同的類型,所發生的化學過程也不同。由於化學成分和水化學性質的分布,有較大的水平梯度和垂直梯度,化學變化過程大多是有方向性的。因此,海水組分的來源、汙染物質入海後的遷移規律、陸地徑流提供的營養元素對海洋生物生產力的影響、河口及口外附近的沉積過程等,都是重要的研究課題。

長期以來,人們對歐洲的泰晤士河、萊茵河和塞納河,美洲的密西西比河、哥倫比亞河和聖勞倫斯河等地區的河口化學過程,進行過係統研究。中國從20世紀50年代以來,對長江河口、九龍江河口、錢塘江河口和珠江河口等的化學過程,也進行了一係列的調查研究工作。這些研究與化學、生物、地質和水文等學科互相滲透、交叉和促進,在20世紀70年代發展形成河口化學這門新興學科。

1974年在英國倫敦召開了河口化學學術討論會,對發展河口化學起了促進作用。1976年首次出版了伯頓和利斯編寫的《河口化學》專著,5年後又出版了烏勞鬆和卡托編著的《河口化學與生物地球化學》一書。

河口化學研究的過程主要包括河口區的物質輸入和輸出、化學變化和物質在河口區的遷移三種過程。

河流將大量化學物質輸入河口區,包括河水中溶解的物質、懸浮顆粒物質和河床上麵的一層泥沙。後者受徑流切力的影響而向外海推移,稱為推移質。河流帶來的大部分物質,在河口經曆了各種作用過程之後,被輸送到外海,這是海洋中化學物質的主要來源之一。

根據戈德堡1975年綜合的數據估算,從陸地輸送到海洋的物質,每年約為250億噸,其中約有210億噸是經河口進入海洋的。就一些重金屬進入海洋的通量來看,銀、鑽、鉻等各有90%以上是通過河口進入的;鎘、銅、汞各約50%由河口輸入;而鋅、鉛、鎳則較多地通過大氣輸送到海洋。總之,進入海洋的化學物質,絕大部分通過河口,因此研究海洋中各種化學物質的地球化學收支平衡時,不能不掌握全世界各主要河口化學物質通量的資料。

但如果隻從河流的徑流量和河水組成,計算各種化學物質的入海通量,而不了解這些化學物質在河口區經曆過什麼變化,有多少被留在河口區,就無法進行較準確的計算。除河流輸入河口區和從河口區輸送到外海兩個通量外,河口區還同大洋一樣與大氣和底部沉積層進行物質交換。尤其是沉積作用因受到河水與海水混合的複雜過程的影響,在河口區還是相當劇烈的。

從河口入海的物質,不但在海底形成各種自生礦物,如各種海生矽酸鹽和洋底錳結核等,而且為近岸生物群落提供營養鹽。