海洋懸浮顆粒中210Pb、210Po與234Th濃度與顆粒粒徑之關係

Abstract

為了探討不同粒徑的懸浮顆粒對天然放射核種清除作用的關係，本研究於台灣西南海域採集表水懸浮顆粒進行粒徑分樣共得到九組粒徑大小 (0.45-10 µm、10-63 µm、63-153 µm、>153 µm、202-363 µm、363-500 µm、500-1000 µm、1000-2000 µm、>2000 µm) 之顆粒體，分別測量各組粒徑顆粒體中的234Th、210Pb、210Po活度及有機碳 (POC)、氮 (PN)、無機碳 (PIC)濃度。由234Th、210Pb、210Po重量活度隨顆粒粒徑無系統性變化，可看出三個核種皆屬於表面吸附元素，然而210Po在粒徑大於500 µm時，重量活度有隨顆粒粒徑增加的現象，顯示210Po除了具有表面吸附特性外，也可能隨營養階層累積於顆粒體內。三個核種的分佈係數 (Kd) 在各粒徑懸浮顆粒的親顆粒相對程度顯示之順序為210Po>234Th>210Pb，與文獻呈現之沉降顆粒與三核種的結合順序相同。利用母子核種不平衡模式估算有機碳通量、氮通量、或是無機碳通量時，顆粒體內碳、氮、無機碳與核種濃度 (RN) 的比值 (POC/RN、PN/RN、PIC/RN) 影響準確度最大，而顆粒粒徑大小則是影響POC/RN、PN/RN、PIC/RN變化重要的因子，本研究顯示POC/234Th、PN/234Th、PIC/234Th比值在小粒徑顆粒體的變化範圍皆較拖網所採集之大粒徑顆粒小，並且在0.45-10 µm粒徑顆粒中的變化最小；POC/210Pb、PN/210Pb在0.45-10 µm粒徑顆粒比值變化最小，PIC/210Pb隨顆粒粒徑無系統性變化；POC/210Po、PN/210Po比值在0.45-10 µm粒徑顆粒比值變化最小，而變化幅度隨粒徑增加逐漸變小，PIC/210Po隨顆粒粒徑無系統性關係。與過往在南海所觀測沉降顆粒POC/RN、PN/RN、PIC/RN平均值比較，沉降顆粒與0.45-10 µm粒徑顆粒的比值較相近。本研究210Po/210Pb在不同顆粒粒徑大小下普遍大於1，比值與顆粒粒徑之間並無明顯關係。