森田(1955)充分地研究了1953以前所進行的海水中銅和鋅的測定方法以及試樣采集和試樣處理過程所導致的污染問題,并示出了信得過的有關日本沿岸海區(qū)與外洋銅和鋅含量的分布。其后,鳥居等(1960)在南極觀測時,測定了由開普敦到柳茲霍爾摩灣海區(qū)的銅和鋅。菅原(1962)把這些測定結果,與其它海區(qū)的分布結合起來,對海水中的銅和鋅的分布與循環(huán)作了探究。相模灣、駿河灣和黑潮海區(qū)表層水中含銅量為0.5-0.9微克/升,鋅為1.3-2.3微克/升,相模灣1000米以上、駿河灣600米以上的銅、鋅垂直分布的最大值分別為1.5微克/升和4.2微克/升。另ー方面,北大西洋30°N附近深度5000米處,南大西洋21°-26°S海區(qū)深度1380米以上的銅、鋅測定值以及墨西哥灣流125-3000米的銅、鋅測定值分別為0.4-2.3微克/升和0.5-4.5做克/升左右。這些測定值中,銅1.0微克/升和鋅3.0微克/升以上的高值是在北大西洋4000米和南大西洋1300米以上深度測定的。
表3.33 表層水中銅、鋅濃度(微克/升)
海區(qū) | 銅 | 鋅 |
德雷克海峽 開普敦南部的南極收斂線附近 尤卡坦海峽,佛羅里達海峽 |
1.15 1.1-12.9 1.0-5.7 1.16 2.9 2.2 |
1.3-14.8 2.8-11.7 3.56 8.2 3.4 |
此外還測定了許多海峽和海灣的銅和鋅的含量,其結果均示于表3.33中。這樣,因為各海區(qū)銅、鋅含量變化很大,所以求出整個海洋的平均含量是困難的。
測定海水中的銅、鋅與測定其它微量金屬元素一樣,可用原子吸收光度法。法布里坎德等用這些方法,在大西洋13°-33°N廣泛的海區(qū),測定了1500-3500米的中層水和深層水中這兩個元素的含量。就其測定結果來看,銅含量為1.1-2.2微克/升,鋅含量為0.6-0.7微克/升。銅含量與前述大西洋的測定值大體一致,而鋅含量顯示為一定值,并且偏低,這大概是今后應予考慮的問題。
關于太平洋和大西洋的情況,已經了解相當多了,而在印度洋和阿拉伯海所作的測定還不太多。托平(G.Topping,1969)在對兩海區(qū)的其它微量元素(Mn,Co和Fe)進行測定的同時也對銅和鋅進行了測定。在靠近索科特拉島北部大陸沿岸的阿拉伯海(七個地點),從表層到約3000米深度,對銅和鋅的垂直分布,分別測定為0.3-3.2微克/升,和7.3-48.4微克/升,兩元素一般都是表層值比深層值高。在進入西北印度洋紅海區(qū)的南部(10個地點)測定了表層直到靠近海底各層銅、鋅的垂直分布。在靠近紅海入口處,表層銅含量為2.14微克/升,并隨深度增加而減少,在海底正上方4000米處(水深4010米)其值為0.55做克/升。另一方面,鋅的濃度在表層為31.3微克/升,在10米深處為7.6微克/升,10米以下含量隨深度變高,在4000米處為25.6微克/升。不過,這種趨勢在其它地點不一定能看到。試歸納一下阿拉伯海、西北印度洋的銅和鋅含量情況,可以看到它們分別在0.3-3.2(平均1.2)微克/升和3.9-48.4(平均12.3)微克/升范圍內變動。
眾所周知,浮游生物中微量元素的含量因種類不同而各異,并且即使同一種類,也因季節(jié)和海洋學的環(huán)境不同而有顯著的變化。在此把森田(1962)的研究結果列在表3.34中。就那不勒斯灣的50個試樣和三崎的40個試樣的分析結果來看,盡管兩灣海水中銅、鋅含量沒有大的差別,但其浮游生物中的含量則有顯著不同。這種現象是重要的,因它關系到海洋生物與金屬元素濃縮的關系,但其機制尚不清楚。
表3.34 浮游生物中銅和鋅的含量
浮游生物灰分的組成(ppm) | 海水(微克/升) | ||||
Cu | Zn | Fe | Cu | Zn | |
三崎 |
76 |
480 | 2700 | 2.9 | 8.2 |
那不勒斯 | 1200 | 2200 | 30000 | 2.2 | 3.4 |