용해 및 부유 미립자 인 풀의 반응성은 황하 하류의 거리에 따라 감소합니다.

커뮤니케이션 지구 및 환경 4권, 기사 번호: 294(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

황하(Yellow River)는 인이 제한된 발해(Bohai Sea)에 대한 육상 유래 인의 잠재적으로 중요한 공급원입니다. 그러나 황하 유역에 따른 용존 및 미립자 인의 농도, 분배 및 생물학적 이용 가능성의 계절적 변화는 제대로 제한되지 않습니다. 여기에서는 2020년 우기 및 2021년 건기 동안 수원에서 황하 하구까지 72개 관측소에서 용존 및 부유 미립자 인을 측정합니다. 총인, 총 용존 인 및 용존 활성 인의 평균 농도는 황하 하구에서 더 높았습니다. 건기보다 우기. 순차적 분별 분석을 통해 일반적으로 탄산칼슘과 관련된 인이 부유 입자 풀을 지배하는 것으로 나타났습니다. 그러나 인 함량과 부유 입자 내 철 결합 인의 상대적 기여도는 건기 동안 증가했는데, 이는 생체 이용률의 계절적 변화를 암시합니다. 인 저장고의 반응성은 수원지에서 하구로 갈수록 감소했는데, 이는 생물학적으로 이용 가능한 인이 발해로 수출될 가능성이 낮다는 것을 의미합니다.

인(P)은 수생생물에게 필수적인 영양소이며, 생태계에 과도할 경우 흔히 발생하는 오염물질이기도 합니다. 해안지역은 산업혁명 이후 눈부신 경제적 팽창을 겪었다. 산업 배출, 화학 비료 유출, 농경지의 동물 분뇨로 인해 대량의 인이 해안 지역으로 운송되어 일부 연안 바다를 심각하게 오염시켰습니다1. 1999년부터 2018년까지 중국의 7개 주요 강 시스템에서 해안 지역과 해양으로 유입된 총 인위적 인 유입량은 206,464.8kg Pkm−2인 것으로 추산되었습니다2. 인 투입은 해양 생물의 생존에 필요한 영양분을 공급할 수 있지만, 과도한 인 투입은 유해한 녹조를 유발하고 생태계 건강을 위협할 수 있습니다3. 이 두 가지 조건은 동일한 강에서 서로 다른 계절에 발생할 가능성이 있습니다. 따라서 수원지부터 해안 지역까지 계절 하천에서 인 투입 효과를 탐색하는 것이 중요합니다.

황하는 부유 입자상 물질(SPM)의 농도가 세계에서 가장 높으며 대량의 하천 SPM을 해안 바다로 운반합니다4. P는 종종 입자 크기가 63μm 미만인 SPM에 풍부하며 SPM5와 관련하여 운반됩니다. 실제로 SPM의 미세 입자 함량 증가는 황하 유역 하구로의 인 플럭스를 증가시키는 것으로 보고되었습니다6. 황하(黃河)는 계절성 강수량, SPM 농도, 우기와 건기 사이의 유속 변동성이 큰 강이다. 연구에 따르면 황허강은 여름에 일년 내내 강수량의 50% 이상을 받는 반면, 겨울에는 약 3%만 내리는 것으로 나타났습니다7. 그러나 최근 수십 년 동안 기후 변화와 댐 건설, 토양 및 수질 보존, 물 전환8과 같은 인간 개입으로 인해 황하의 SPM 농도가 급격히 감소했으며, 이는 황하의 영양 균형과 영양 상태에 잠재적인 영향을 미칠 수 있습니다. 발해9. 대부분의 연구는 황하 하류와 황하 삼각주에서 발해로 인을 수송하는 데 초점을 맞췄습니다. 그러나 인 웅덩이가 황하 유역을 따라, 그리고 계절마다 인 웅덩이의 크기와 구성이 어떻게 변하는지는 발해해에 유입되는 하천 인 유입을 예측하는 데 도움이 되는 잠재적인 중요성에도 불구하고 부족합니다.

표준, 측정 및 테스트(SMT) 방법 및 용액 31P 핵자기공명(31P-NMR) 분광학은 일반적으로 퇴적물 P 분석에 사용됩니다. SMT 방법은 침전물 P를 NaOH 추출 가능한 무기 P(NaOH-P), HCl 추출 가능한 무기 P(HCl-P) 및 유기 P(OP)12로 나눌 수 있습니다. NaOH-P는 철-망간-알루미늄 결합 P(Fe/Mn/Al-P)를 나타내고; HCl-P는 탄산칼슘(Ca-P)과 관련된 P를 나타냅니다. 그러나 이 방법은 퇴적물 내 유기 인의 총량만 확인할 수 있을 뿐, 유기 인의 구체적인 구성과 형태를 확인할 수는 없습니다. 반면, 31P-NMR 분광법을 사용하면 퇴적물 내 유기 인의 구체적인 구성과 형태를 신속하고 정확하게 분석할 수 있습니다13 . 퇴적물의 P 화합물은 31P-NMR 분광학에 의해 6가지 범주, 즉 포스포네이트(Phos-P), 오르토인산염(Ortho-P), 오르토인산염 모노에스테르(Mono-P), 오르토인산염 디에스테르, 피로인산염(Pyro-P)으로 분류될 수 있습니다. 및 폴리인산염(Poly-P)14.