河水與海水混合過程中Eh-pH的變化特征及影響因素?

廖輝杰，范德江,2??，逄 悅，孫學(xué)詩

(1.中國海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院，山東 青島 266100；2.中國海洋大學(xué)海底科學(xué)與探測(cè)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100)

氧化還原電位(Eh)是表示水體或者沉積物氧化還原程度的參數(shù)之一，可以在無外加電流的情況下由惰性電極測(cè)得[1]；酸堿度即pH，是一個(gè)反映物質(zhì)酸化程度的參數(shù)。海水的Eh和pH是海水生物地球化學(xué)參數(shù)的關(guān)鍵因子，它們直接影響了水體中金屬元素的賦存狀態(tài)和礦物的形成，同時(shí)Eh和pH變化都會(huì)對(duì)水系、水團(tuán)甚至海域的生態(tài)環(huán)境帶來巨大的影響，因此，這兩個(gè)參數(shù)經(jīng)常被用于海洋生物地球化學(xué)的研究中[2]。近些年來，我國人口數(shù)量激增且逐漸發(fā)展成為一個(gè)工業(yè)大國，大量的生活污水和工業(yè)廢水通過江河湖泊最終匯聚到河口地區(qū)，導(dǎo)致河口地區(qū)以及其附近海域的水體中大量的重金屬以及有機(jī)污染物富集、沉降，引起水體環(huán)境的惡化。開展河口水體Eh與pH的研究，對(duì)于河口和海域環(huán)境治理以及海洋漁業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。

長江是中國第一大河，每年輸送(9.28～9.79)×1011m3淡水和4.86×108t沉積物入東海，同時(shí)攜帶1.9×104t重金屬物質(zhì)、3.3×104t石油以及各類N、P、Si的營養(yǎng)鹽物質(zhì)[3]，其中的重金屬、營養(yǎng)鹽等組分在河口混合帶中隨著水體Eh、pH等環(huán)境因子的改變發(fā)生遷移和轉(zhuǎn)化，對(duì)長江河口地區(qū)和東海海域生態(tài)系統(tǒng)有著深遠(yuǎn)的影響。前人關(guān)于長江口地區(qū)沉積環(huán)境以及水環(huán)境中的Eh以及pH的研究主要是通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)的分析。季節(jié)變化、長江沖淡水的輸入擴(kuò)散以及水系水團(tuán)混合對(duì)Eh和pH的影響較為顯著[4-6]，但是關(guān)于河口混合過程中Eh和pH隨時(shí)間的變化以及影響因素并不清楚。為此，本文在室內(nèi)開展了長江水體和東海海水在不同鹽度下的混合實(shí)驗(yàn)，模擬了河口混合過程中鹽度的變化，揭示混合過程中水體Eh與pH的變化特征，探討其影響因素，試圖為全面認(rèn)識(shí)河口混合過程中的物理化學(xué)參數(shù)的變化提供科學(xué)依據(jù)。

1 長江與東海端元水樣選取

長江口位于啟東嘴和南匯嘴之間，徐六涇水文站是長江干流的最后一個(gè)控制站，在這之后的長江被崇明島分為南支與北支[7]。本文選取了徐六涇(31.77°N,121.03°E)作為本次河水端樣品取樣點(diǎn)，其距離口門120 km，處于南通-常熟斷面之上。從20世紀(jì)50年代開始，長江口沿岸河段進(jìn)行了大量的圍墾，徐六涇段河寬也受到圍墾影響，由13 km縮減到5.8 km,從此成為長江下游一個(gè)重要的控制節(jié)點(diǎn)[8]。使用水桶采集河流表層3 m處河水水樣(31.78°N，120.94°E)，經(jīng)0.45 μm微孔濾膜過濾得到純凈的河流水體樣品，供混合實(shí)驗(yàn)使用。

東海是典型的陸架邊緣海，流系較為復(fù)雜，一般受黃海沿岸流、黑潮分支、浙閩沿岸流、長江沖淡水等影響。為采集到典型樣品，于東海陸架中部臺(tái)灣暖流影響區(qū)采集中層水樣(20 m)使用Rosette采水器采集海水樣品(29.5°N,123.91°E)，鹽度為34，經(jīng)0.45 μm微孔濾膜過濾得到純凈的東海海水樣品，供混合實(shí)驗(yàn)使用。需要說明的是，水體混合實(shí)驗(yàn)是在開放體系下進(jìn)行的，混合過程中與大氣接觸，與河口水體實(shí)際混合過程存在一定的差異，采樣站位見圖1。

圖1 河水樣品、海水樣品采樣站位Fig.1 Sampling sites of river water and sea water

2 混合實(shí)驗(yàn)方案和測(cè)定方法

2.1 混合實(shí)驗(yàn)方案

按照河口混合過程中鹽度逐漸增加的特點(diǎn)，設(shè)置鹽度分別為5、12.5、25的3組混合實(shí)驗(yàn)，實(shí)時(shí)測(cè)定水體的Eh、pH等參數(shù)，同時(shí)依據(jù)一定的時(shí)間間隔采集混合水樣樣品經(jīng)過濾得到新生物相供后續(xù)研究使用。其目的動(dòng)態(tài)觀測(cè)長江河水和東海海水混合過程中水體環(huán)境參數(shù)改變和所形成的新生物相。模擬實(shí)驗(yàn)的流程如圖2所示。

具體操作中，為了方便測(cè)定混合水體的Eh、pH參數(shù)，設(shè)置了性質(zhì)相同的采樣組(大樣品量，混合水量15 L)、環(huán)境因子測(cè)定組(小樣品量，混合水量5 L)兩套實(shí)驗(yàn)，大樣品量實(shí)驗(yàn)用于采集混合水體樣品中的新生物相，供掃描電鏡下觀察新生礦物；小樣品量實(shí)驗(yàn)用于實(shí)時(shí)測(cè)定混合水體的環(huán)境參數(shù)，Eh與pH探頭以及溫度計(jì)置于混合容器內(nèi)保持不動(dòng)持續(xù)測(cè)試(見表1、2)。

本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的所有容器，包括抽濾設(shè)備以及樣品瓶都事先用稀鹽酸浸泡24 h以上，然后分別用自來水、純水和超純水潤洗3遍。室內(nèi)混合使用的容器材質(zhì)為聚丙烯，濾膜為whatman直徑47 mm的0.45 μm醋酸纖維濾膜。河水水樣和海水水樣分別取完后置于低溫環(huán)境，并迅速在無塵環(huán)境下進(jìn)行海水水樣的抽濾。抽濾完成后立即進(jìn)行混合模擬實(shí)驗(yàn)，以保證樣品未變質(zhì)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程于超凈實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，確保無其他物質(zhì)引入，超凈實(shí)驗(yàn)室內(nèi)溫度控制為25 ℃，置于混合容器中的溫度計(jì)顯示溶液溫度為室溫(25±0.2) ℃。

圖2 河水和海水混合實(shí)驗(yàn)流程圖

2.2 環(huán)境因子測(cè)定方法

本實(shí)驗(yàn)中水體的pH值采用pHS—3C型精密酸度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。該儀器的測(cè)量精度為0.01。在首次使用前，將電極于蒸餾水浸泡24 h以上。在正式測(cè)定之前，需要預(yù)熱儀器30 min，然后配置標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液并進(jìn)行校正，標(biāo)準(zhǔn)緩沖液有效期為2周。本儀器的測(cè)定結(jié)果每秒鐘實(shí)時(shí)顯示，且測(cè)定結(jié)果一般在2 min內(nèi)穩(wěn)定。將探頭置于混合水體中，可進(jìn)行連續(xù)pH的測(cè)量。

混合水體的Eh采用去極化法測(cè)定，儀器型號(hào)為FJA—2型全自動(dòng)氧化還原電位測(cè)定儀。同樣，在首次使用前應(yīng)該將電極置于蒸餾水中浸泡24 h，在正式測(cè)定之前，需要預(yù)熱儀器30 min，然后配置Eh (ORP)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行儀器校正。該儀器基于極化法原理設(shè)計(jì),具有溫度自動(dòng)校正性能，能夠迅速獲得準(zhǔn)確的Eh值，測(cè)定誤差為±10 mV，2 min可獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

表1 采樣組混合實(shí)驗(yàn)方案Table 1 Schemes for the water mixing experiment of Sampling group

表2 環(huán)境因子測(cè)定組混合實(shí)驗(yàn)方案Table 2 Schemes for the water mixing experiment of Environmental factor measurement group

3 結(jié)果

3.1 混合過程Eh變化

混合過程中，混合水體Eh隨時(shí)間變化的記錄如圖3所示，圖中3種變化曲線分別是不同混合鹽度下的變化趨勢(shì)。水體混合的初始范圍為550.5～579.7 mV，平均值564.03 mV。最終穩(wěn)定混合電位范圍為503.7～533.9 mV，平均值為522.2 mV。3組不同鹽度的混合實(shí)驗(yàn)的Eh均在混合之后最初的1 h內(nèi)迅速升高，隨即在1～5 h內(nèi)迅速下降，然后下降速率變緩和，一直到混合24 h，Eh持續(xù)降低。從混合初始到混合24 h后，3組混合水體整體上都處于氧化體系(400～650 mV)控制，隨時(shí)間變化有向弱氧化(200～400 mV)體系轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。對(duì)比長江口實(shí)測(cè)Eh值從徑流段至混合帶介于516.8～582.7 mV、平均值561.4 mV，到混合帶內(nèi)介于524.4～576.1 mV，平均值557.4 mV(1)孫學(xué)詩, 范德江. 長江河口混合帶水體與底質(zhì)Eh-pH轉(zhuǎn)變特征, 未發(fā)表.?；旌蠈?shí)驗(yàn)得到Eh值范圍以及隨著鹽度增加而小幅度波動(dòng)的特征吻合。

3.2 混合過程水體pH變化

混合過程中，混合水體pH隨時(shí)間變化的記錄如圖4所示，圖中3種鹽度的混合實(shí)驗(yàn)pH變化曲線略有差異。水體的混合初始pH范圍為7.83～8.22，平均值為8.06?；旌蠈?shí)驗(yàn)24 h后pH范圍為7.9～8.11，平均值為7.99?？傮w上，鹽度越高，混合實(shí)驗(yàn)各個(gè)階段pH值也越高；混合過程中，pH值呈現(xiàn)混合帶內(nèi)介于7.85～8.09，平均值7.97，總呈現(xiàn)出從徑流端向海洋端迅速增加的趨勢(shì)①?；旌蠈?shí)驗(yàn)得到的pH值范圍略高于實(shí)測(cè)值，而pH值隨混合鹽度而增加與實(shí)際吻合。

圖3 混合過程中水體Eh隨時(shí)間變化曲線Fig.3 Changes of Eh during the water mixing experiments

圖4 混合過程水體pH隨時(shí)間變化曲線Fig.4 Changes of pH during the water mixing experiments

4 討論

在天然的非封閉水域中，如各大江河的入海口處，水動(dòng)力環(huán)境劇烈，水體與水體，水體與大氣之間的交換充分，各個(gè)不同物理化學(xué)性質(zhì)的水系水團(tuán)之間的混合時(shí)有發(fā)生，不同水團(tuán)溫度鹽度的差異混合必然會(huì)導(dǎo)致混合水體pH和Eh等物理化學(xué)參數(shù)的變化；同時(shí)河口發(fā)生的化學(xué)過程、生物作用也會(huì)引起水體pH、Eh的改變。

研究表明，水體混合作用的強(qiáng)弱會(huì)顯著影響水體Eh值。在海洋動(dòng)力環(huán)境強(qiáng)的水域，表層、中層、底層水體交換程度高，水體呈現(xiàn)富氧狀態(tài)，Eh較高。若出現(xiàn)溫躍層和鹽躍層結(jié)構(gòu)，表明海水層化現(xiàn)象顯著，水體交換程度低，出現(xiàn)貧氧狀態(tài)，Eh值較低甚至表現(xiàn)為負(fù)值[9]。海水pH值主要被溶解無機(jī)碳酸鹽的解離平衡控制[10]，所以凡是能夠改變無機(jī)碳酸鹽溶解平衡的作用均能夠影響海水pH值。與此同時(shí)，海水的實(shí)際pH值與海水溫度、鹽度、壓力、以及海-氣交換等物理化學(xué)過程密不可分。理論上，能夠改變海水體系中碳酸鹽相對(duì)濃度的化學(xué)過程，以及海水的溫度、海水靜壓力、鹽度以及生命活動(dòng)釋放和消耗CO2均會(huì)影響無機(jī)碳酸鹽的溶解平衡，從而影響海水pH值。

針對(duì)本次混合模擬實(shí)驗(yàn)，是在超凈實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行的，雖然在實(shí)驗(yàn)過程中有攪拌模擬水體與大氣交換的過程，但是與實(shí)際開放性水域，空氣中大量外源物質(zhì)輸入不同，模擬實(shí)驗(yàn)過程中并無其他外源輸入物質(zhì)影響混合過程，整個(gè)混合過程中溫度，壓力等均保持不變，故本混合實(shí)驗(yàn)的Eh與pH變化的影響因素更多還是來源于自身混合過程中內(nèi)部發(fā)生的變化，其影響因子比自然界的實(shí)際過程簡單，主要受到機(jī)械混合和氧化還原反應(yīng)的影響。

4.1 機(jī)械混合的影響

河水為高Eh、低pH的水體，而海水為低Eh，高pH的水體，混合初期，機(jī)械混合起到重要的作用。依據(jù)混合實(shí)驗(yàn)的鹽度差異，在混合最初的時(shí)間段(混合時(shí)間5～60 min)里，Eh值隨著混合鹽度的增大而減小，表現(xiàn)為從河流端向海水端移動(dòng)的特點(diǎn)；在混合實(shí)驗(yàn)的5、10、30、60 min時(shí)間點(diǎn)測(cè)定的Eh都隨著鹽度降低而下降，前兩者下降趨勢(shì)更加明顯，該下降趨勢(shì)接近線性關(guān)系，可以推測(cè)這種過程與機(jī)械混合相關(guān)(見圖5(a))。

圖5 混合實(shí)驗(yàn)過程中水體Eh、pH和鹽度的關(guān)系Fig.5 The relationship of Eh & salinity and pH & salinity during the water mixing experiment

與此同時(shí)，隨著混合實(shí)驗(yàn)的延長，Eh值表現(xiàn)為整體增加的特點(diǎn)，曲線近乎向上平移，這可能與混合實(shí)驗(yàn)過程中混合水體與空氣中的氧氣交換有關(guān)，隨著混合實(shí)驗(yàn)的延長，混合水體與空氣交換時(shí)間增加，導(dǎo)致Eh值偏高。同樣地，混合水體的pH值隨著混合水體鹽度的增大而增大，也表現(xiàn)為從河水端向海水端移動(dòng)的趨勢(shì)(見圖5(b))。但是，與Eh值相比，不同混合時(shí)間測(cè)定的pH值與鹽度的關(guān)系幾乎沒有發(fā)生變化，未發(fā)生趨勢(shì)性的改變，反映混合水體中CO2分壓較穩(wěn)定，未受到與大氣交換的影響。

4.2 氧化還原反應(yīng)的影響

由于河水和海水物理化學(xué)性質(zhì)的明顯不同，使得河口成為天然的地球化學(xué)界面，發(fā)生廣泛的地球化學(xué)作用，促進(jìn)了河流入海物質(zhì)發(fā)生遷移、轉(zhuǎn)化，其中重金屬以及有機(jī)污染物質(zhì)等被清除，進(jìn)而沉積到底質(zhì)沉積物之中[11]。在河口復(fù)雜的地球化學(xué)作用中，氧化還原反映占據(jù)重要的位置，制約了河口區(qū)Fe、Mn等變價(jià)元素的地球化學(xué)行為，以及通過氧化物的形成進(jìn)而結(jié)合了重金屬等微量元素實(shí)現(xiàn)了某些元素的清除。河口的氧化還原作用已經(jīng)被前人觀察和研究所揭示[12]。

水體的氧化還原電位(Eh)是反映水體中所有物質(zhì)的宏觀氧化還原性，測(cè)得的氧化還原電位越高，表示氧化性越強(qiáng)；氧化還原電位越低，即代表還原性越強(qiáng)。由于天然開放性水域中含有大量溶解氧，氧元素還原電對(duì)對(duì)Eh起著主要控制作用。但是除了氧元素還原電對(duì)外，水體中必然還存在其他多種氧化還原電對(duì)[1]，他們共同組成了復(fù)雜的氧化還原體系，所以其氧化還原電位也是多種氧化還原反應(yīng)相互影響的結(jié)果。

(據(jù)Glasby修改，1995[14]。After Glasby,1995[14].)

體中鐵錳自生礦物穩(wěn)定性pH-Eh圖解可以看到，整個(gè)混合過程中，鐵元素的存在化學(xué)式為Fe(OH)3，推測(cè)在混合過程中可能有自生鐵氧化物形成。錳元素存在的化學(xué)式為Mn2+，推測(cè)混合過程中錳元素始終以游離態(tài)形式存在。同時(shí)Mn2+離子的穩(wěn)定性要大大強(qiáng)于Fe2+離子，錳氧化物形成速度非常有限[4]，所以存在形式為游離態(tài)Mn2+離子。通過混合實(shí)驗(yàn)中河水用量與Eh值改變的關(guān)系(見圖7)，可以間接揭示河水中溶解態(tài)變價(jià)元素含量對(duì)混合實(shí)驗(yàn)中水體Eh的影響。在混合的初期(混合時(shí)間10～60min)，河水水量對(duì)ΔEh的影響并不明顯，這是由于混合初期，河水和海水還處于混合擴(kuò)散過程，主要受到機(jī)械混合的影響，在混合的中后期(240～1 440 min)可以明顯的看到，ΔEh與河水水量呈明顯的反比例關(guān)系，這是由于，河水水量越多，其中所帶來的Fe2+離子越多，混合過程中Fe2+離子會(huì)向Fe3+離子轉(zhuǎn)變，其過程如下：

12Fe2++3O2+6H2O→8Fe3++4Fe(OH)3(中性環(huán)境),

(1)

4Fe2++O2+4H+→4Fe3++2H2O(酸性環(huán)境)，

(2)

4Fe2++8OH-+O2+2H2O→4Fe(OH)3(堿性環(huán)境)。

(3)

可見，無論是在中性抑或酸性、堿性環(huán)境下，F(xiàn)e2+離子會(huì)向Fe3+離子氧化過程中都需要消耗O2，導(dǎo)致水體中Eh值降低；混合實(shí)驗(yàn)中河水使用量越多，消耗的O2也越多，Eh值下降也越多(見圖7)。

(ΔEh值當(dāng)前時(shí)間Eh與初始混合Eh的差值。ΔEh denotes difference between current measured Eh and initial Eh at the beginning of the experiment.)

通過水體鐵錳自生礦物穩(wěn)定性pH-Eh圖解的推測(cè)，在混合過程中Fe元素確實(shí)參與了氧化還原反應(yīng)，并對(duì)混合水體的Eh會(huì)產(chǎn)生影響。一般來說氧元素控制下的Eh高于460 mV，有機(jī)質(zhì)分解和鐵錳控制電位位于115～460 mV之間[22]。本次混合實(shí)驗(yàn)的Eh變化范圍為503.7～579.7 mV，隨著混合過程進(jìn)行，各組氧化還原電位均降低。但仍然為氧元素氧化還原電對(duì)為主導(dǎo)，有向有機(jī)質(zhì)分解和鐵錳元素控制的范圍轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。出現(xiàn)這種情況的原因是由于海水和河水的混合，河水?dāng)y帶的大量Fe2+通過氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+新生礦物，消耗了O2，使得水體氧化還原電位隨著混合的進(jìn)行而降低，但混合水體中O2并未耗盡，所以氧化還原電位值仍然在氧元素控制的電位值之上。

混合過程中自生礦物的掃描電鏡觀察與能譜分析證實(shí)了具有鐵氧化物新生礦物的出現(xiàn)。在各混合實(shí)驗(yàn)組的SEM-EDX的觀察分析中(見圖8)，發(fā)現(xiàn)兩類鐵氧化物，其一為不規(guī)則集合體狀，集合體約10 μm左右，集合體邊緣存在針狀、板狀的微小晶體，其大約1 μm左右，該集合體能譜測(cè)定顯示成分為Fe與O；該集合體形態(tài)、晶體形態(tài)、元素組成與前人混合實(shí)驗(yàn)中所形成的新生礦物相纖鐵礦一致，我們推測(cè)該鐵氧化物屬于纖鐵礦[18]，其分子式為：γ-FeOOH。另一類鐵氧化物為單獨(dú)存在球狀鐵氧化物，直徑大都在1 μm左右，能譜測(cè)定成分為Fe和O。

Fe2+離子在水體中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)較為復(fù)雜，消耗氧氣影響水體Eh的同時(shí)，也會(huì)在影響混合水體的pH值。在酸性環(huán)境下，F(xiàn)e2+離子氧化過程中消耗H+，使得溶液pH值增大(見反應(yīng)式2)；而在堿性環(huán)境中，在形成Fe(OH)3膠體時(shí)消耗溶液中的OH-，使得溶液pH值減小(見反應(yīng)式3)。本次混合實(shí)驗(yàn)的12.5鹽度組和25鹽度組的為堿性環(huán)境，在混合過程中pH值降低，符合(3)式的一般規(guī)律；而5鹽度組為中性-弱堿性環(huán)境，在混合之后pH值先上升，后降低，隨后又上升，推測(cè)可能先以(1)氧化反應(yīng)生成Fe(OH)3膠體，使得pH值小幅度上升，隨這混合水體系偏向堿性，以(3)式反應(yīng)形成Fe(OH)3，需要消耗OH-使得pH值開始降低。

4.3 其他影響因素

水氣相互作用影響水體中CO2、O2分壓，從而導(dǎo)致水體pH和Eh的變化。該過程中首先受溫度的影響，水溫升高時(shí)，水體中的CO2向外逸出，從而導(dǎo)致海水中H+濃度降低，從而導(dǎo)致pH值上升；水溫增加時(shí)，則導(dǎo)致水體酸化，pH值降低。溫度同樣也會(huì)影響水體的O2分壓，影響機(jī)制同CO2，導(dǎo)致Eh值的改變。由于本次混合實(shí)驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成的，實(shí)驗(yàn)過程中溫度基本穩(wěn)定，溫度對(duì)pH、Eh的影響微小。但是當(dāng)水體攪動(dòng)時(shí)會(huì)加快水氣交換，可以快速改變水體中氣體分壓，特別在開始混合時(shí)，由于需要對(duì)兩類水體進(jìn)行充分?jǐn)噭?dòng)和混合，導(dǎo)致水體中溶解態(tài)O2增加，這是3組鹽度的混合實(shí)驗(yàn)初期都出現(xiàn)Eh值的增加的主要原因。

天然開放水域中，生物作用也可以影響水體CO2、O2濃度。水體中的浮游類植物光合作用吸收CO2產(chǎn)生O2的同時(shí)合成有機(jī)物質(zhì)，導(dǎo)致水體pH、Eh值上升；而在富營養(yǎng)度環(huán)境下水體微生物大量繁殖，出現(xiàn)赤潮，導(dǎo)致海水出現(xiàn)局部的低pH值以及缺氧環(huán)境[23]。由于本次實(shí)驗(yàn)使用了過濾的河水和海水，已經(jīng)去除了微生物，生物的影響可以排除。

圖8 混合過程中的自生鐵氫氧化物、氧化物SEM-EDX圖像Fig.8 SEM-EDX image of autogenous iron hydroxide and oxide forming in the mixing experiment

河水以及海水中都會(huì)含有少量的溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)，這部分有機(jī)質(zhì)有可能在混合實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生氧化，會(huì)消耗一定量O2，導(dǎo)致混合水體中Eh值的下降。前人觀測(cè)[24]表明長江河水、東海陸架水體溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)含量分別為3.3～11.20 mg/L、0.8～1.2 mg/L，包含了陸地來源、海洋來源有機(jī)質(zhì)，其中陸地來源有機(jī)質(zhì)年齡偏老，經(jīng)過了較長時(shí)間的演化，穩(wěn)定性強(qiáng)，不容易被氧化，這些海源新鮮的有機(jī)質(zhì)較容易被氧化?？傮w上看，溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)含量微小，對(duì)整個(gè)混合體系Eh的影響小。

5 結(jié)語

通過長江水體和東海陸架水體的不同鹽度的混合實(shí)驗(yàn)，模擬了長江河口水體混合過程中Eh、pH變化，分析了變化的制約因素?；旌纤w為弱堿性-強(qiáng)氧化環(huán)境，pH值變化范圍為7.83～8.22，Eh值變化范圍為503.7～579.7 mV。隨著混合作用的進(jìn)行，pH值總體上呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)；Eh值在混合開始的1 h內(nèi)迅速升高，隨后迅速下降并逐漸趨于穩(wěn)定。長江河水與東海海水混合過程中Eh、pH的變化主要受機(jī)械混合和氧化還原反應(yīng)控制，機(jī)械混合發(fā)生在混合實(shí)驗(yàn)的初期，導(dǎo)致兩類水體Eh、pH快速中和；隨后，以Fe2+為主的氧化反應(yīng)形成鐵氧化物，消耗了水體中的O2和OH-，使得混合水體中的Eh、pH呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，并逐漸趨于穩(wěn)定。