Ilt- og næringsstoffluxmodel for Århus Bugt og Mariager Fjord

More documents

Recommendations

Info

24 CH 2 O NO 3 - - NO3 SO 2- 4 + NH4 PO 4 3- + O CO2 NH4 N2 PO 3- 2 O2 4 O2 O2 O2 O2 R1 R6 R2 R3 R4 R5 CO 2 FeOOH CO 2 CO 2 PO 4 3- CO 2 + NH4 NH 4 + + NH4 PO 4 3- NH 4 + PO 4 3- PO 4 3- PO 4 3- R7 H 2 S PO 4 3- FeOOH Mn 2+ R19 R10 R12 1.5 Bioturbation og bioirrigation R9 R8 R11 MnO 2 PO 4 3- Fe 2+ Dyr, der lever i eller på havbunden, er med deres søgen efter føde og optimale livsbetingelser med til at rode godt og grundigt rundt i de øverste centimeter af havbunden. Processen kaldes bioturbation og er skabt af dyrenes mere eller mindre tilfældige bevægelser rundt i havbunden. Ved bioturbationen er det ikke alene sedimentet, der bliver blandet, det gør også de mange kemiske stoffer, der findes i havbunden. Det gælder både de stoffer, der er opløst i porevandet (f.eks. - NO ), de faste stoffer (f.eks. FeOOH) og de (opløste) stoffer, der er 3 + adsorberet til sedimentet (f.eks. NH ). 4 Dyrene i havbunden roder ikke kun rundt i sedimentet, der er også nogle, der bygger rør eller kanaler i bunden med forbindelse til bundvandet. Dyrene pumper aktivt vand ud og ind af disse rør, dels for at skaffe sig føde, dels for at få friskt og iltet vand til deres respi- R13 S 0 R16 R17 FeS R18 FeS2 R14 R15 Figur 1.13. Den komplekse sammenhæng mellem stofkredsløbene i hav- og fjordbunden omfattende kvælstof (se også Figur 1.6), fosfor (se også Figur 1.9), mangan (se også Figur 1.10), jern (se også Figur 1.11) og svovl (se også Figur 1.12). Fælles for alle processerne er, at de direkte eller indirekte påvirker om- + sætningen af organisk stof (CH O) (NH )N (PO 2 C 4 4 3- )P . Den tykke bjælke øverst på figuren viser grænsen mellem havbunden og bundvandet. Det er over denne grænse, at CO 2 og O 2 udveksles, og næringsstofferne N og P afgives til vandfasen eller optages i havbunden. Den viste kompleksitet er en visuel fremstilling af den matematiske ilt- og næringsstofflux-model som beskrives i Kapitel 2.
ation. Denne pumpeaktivitet kaldes (bio)irrigation. Når dyrene pumper bundvand ned i havbunden, følger der opløste stoffer med, og på samme måde slipper der også opløste stoffer ud af bunden og op i bundvandet, når dyrene pumper vandet ud. Dyrenes aktivitet i og på havbunden indgår i ilt- og næringsstofflux - modellen. I Kapitel 2 beskriver vi, hvordan dyrenes (bio)aktivitet ved bioturbation og bioirrigationen varierer gennem året afhængig af iltkoncentrationen ved bunden, og i de efterfølgende kapitler viser vi, hvor vigtig bioaktiviteten er for transporten af de kemiske forbindelser mellem bundvandet og havbunden. 1.6 Havbundens svovlbrintebufferkapacitet, iltningsreserve og iltgæld Havbundens svovlbrintebufferkapacitet, iltningsreserve og iltgæld er miljøparametre, der så at sige på hver sin måde fortæller om havbundens evne dels til at modstå udslip af H 2 S til bundvandet og dels til at oxidere reducerede stoffer i sedimentet. Ovenfor viste vi, at produktionen af svovlbrinte (R5) er en betydende proces ved omsætningen af organisk stof. Den store produktion af H 2 S, specielt i sommer- og efterårsmånederne (se Figur 1.5), betyder, at der på det tidspunkt af året er mulighed for et tilsvarende stort iltforbrug, hvis H 2 S kommer i kontakt med ilten øverst i havbunden og i bundvandet (R15). Uheldigvis falder den forøgede H 2 Sproduktion ofte sammen med et lavt indhold af ilt i bundvandet. Der er med andre ord lagt op til, at bundvandet kan blive berøvet den sidste rest af livgivende ilt i eftersommeren. At det ikke altid går så galt, skyldes især havbundens indhold af jern. Jernet i havbunden reagerer nemlig med H 2 S og udfælder som S o eller FeS (R10 og R13). På den måde forhindrer jernet H 2 S i at nå frem til det iltede lag øverst i havbunden. Havbunden og bundvandet kan på den måde bevare den sidste rest af ilt. Så længe der er jern nok i havbunden til af binde det H 2 S, der bliver produceret, bruger H 2 S kun en lille del af ilten, der bliver transporteret ned i bunden ved irrigation, men når størstedelen af jernet er bundet som jernsulfider (FeS og FeS 2 ), strømmer H 2 S direkte ud i bundvandet, og ilten forsvinder meget hurtigt herfra. Havbundens mulighed for at holde på H 2 S sommer efter sommer er betinget af, at jernpuljen hele tiden bliver fornyet. Det sker bl.a. ved, at noget af det FeOOH, der i løbet sommeren blev bundet i FeS og FeS 2 , bliver gendannet ved oxidation (R16, R17, R8 og R11), når dyrene ved deres graveaktivitet i havbunden bringer det reducerede jern op i det iltholdige lag af havbunden. Jernpuljen kan også blive gendannet ved, at bundmateriale kommer i kontakt med ilt, når sediment bliver hvirvlet op pga. bølgebevægelser eller bundvandets bevægelse hen over bunden. Havbundens evne til at binde svovlbrinte kaldes for havbundens svovlbrintebufferkapacitet, sulfidbufferkapacitet eller blot bufferkapacitet. Man kan også vælge at bruge udtrykket ”iltningsreserve”, da man herved udtrykker, at havbundens jern- og manganpuljer faktisk er istand til at binde H 2 S og på den måde modsvare flere måneders 25
Page 1 and 2: Danmarks Miljøundersøgelser Milj
Page 3 and 4: Danmarks Miljøundersøgelser Milj
Page 5 and 6: Indhold Indledning 5 1 Stofomsætni
Page 7 and 8: VIGTIGT Denne rapport er en ”hard
Page 9 and 10: I Kapitel 3 gives en kort oversigt
Page 11 and 12: 1 Stofomsætning i havbunden Plante
Page 13 and 14: ske stoftilførsel til bunden som f
Page 15 and 16: CH 2 O + H 2 O → CO 2 + 4e - + 4H
Page 17 and 18: 1.2.3 Respiration med mangan og jer
Page 19 and 20: tion (Figur 1.6). Med andre ord ska
Page 21 and 22: Dybde (cm) 0 1 2 3 4 5 PO 4 3- x 10
Page 23 and 24: Dybde (cm) 0 20 40 60 80 0 1 2 3 4
Page 25: I Århus Bugt, Mariager Fjord og an
Page 29 and 30: A B H 2 S SO 4 2- 8SO 4 2- 8H 2 S 1
Page 31 and 32: 2 Sediment-flux-modellens opbygning
Page 33 and 34: 0 x j 20 x DBL ∆x j Lag nr. j C j
Page 35 and 36: Stoffluxen over lag nummer j’s ne
Page 37 and 38: Ved opsætningen af sediment-flux-m
Page 39 and 40: Figur 2.4 viser to eksempler på, h
Page 41 and 42: (Tabel 2.1). Tilbage er altså blot
Page 43 and 44: O koncentrationen er faldet til en
Page 45 and 46: 2.5 Temperaturafhængighed Hastighe
Page 47 and 48: hjælp af ligning L1 eller L2 endel
Page 49 and 50: SRR (nmol cm -3 dag -1 ) Dybde (cm)
Page 51 and 52: derfor indlysende, at produktionen
Page 53 and 54: Dybde (cm) 0 4 8 12 16 20 Forbrug a
Page 55 and 56: 2.9.2 Organisk stoftilførsel til s
Page 57 and 58: afvikles eller ”køres” Hav90-
Page 59 and 60: Dybde (cm) Dybde (cm) Dybde (cm) Dy
Page 61 and 62: Flux af O 2 (mmol m -2 dag -1 ) -50
Page 63 and 64: 3 Oversigt over handlingsscenarier
Page 65 and 66: - NO3 - -fluxen forår, sommer og v
Page 67 and 68: havbundens pulje af oxideret jern o
Page 69 and 70: 4 Oversigt over handlingsscenarier
Page 71 and 72: ingsstoffluxmodellen kan modellere
Page 73 and 74: 5 Hvor kan jeg læse mere? I det f
Page 75 and 76: Danmarks Miljøundersøgelser Danma

Ilt- og næringsstoffluxmodel for Århus Bugt og Mariager Fjord

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?