關(guān)于西北太平洋西部海區(qū)和東京灣、伊勢灣和英虞灣等內(nèi)灣以及靠近本州沿岸海區(qū)表面海水中的釩,有菅原等(1956)的研究結(jié)果。據(jù)此,西北太平洋的西部海區(qū)表層水的釩含量為1,5微克/升。另一方面,日本東北地方和關(guān)東地方的太平洋沿岸與內(nèi)灣等地12個試樣的含量平均值為2.0微克/升,并可看出外洋水的釩濃度,具有比沿岸水的濃度值低的趨勢。此外菅原、岡部(1966)測定了印度洋東北部海區(qū)約60個地點的表層水的釩;并與南大洋表面海水釩濃度值,作了對比研究。結(jié)果印度洋含釩平均值為2.1微克/升。該值比北太平洋西部海區(qū)稍高。而與南冰洋表層海水含量大致相同。這樣就逐漸闡明了外洋表層水中釩濃度值分布的高低順序,但其在垂直方向上的分布與海洋學的諸條件的關(guān)系幾乎尚不了解。作為考察之例,可舉出如下的結(jié)果。
在這方面有岡部、森永(1969)關(guān)于由菲律賓東部海區(qū)通過臺灣東部,經(jīng)過沖繩本島和奄美大島的西部海區(qū),并由九州的南部穿過太平洋到三陸外海的黑潮及其鄰接海區(qū)釩的垂直分布及其變化的研究結(jié)果。
表3.35 黑潮及其鄰接海區(qū)釩的平均含量
位置 | 試樣數(shù) | V | |||
(微克/升) | (微克原子/升/‰*10-3) | ||||
黑潮海區(qū)
|
34°-39°N 30°-31°N 29°-30°N 29°-30°N 25°-36°N 27°N 12°-23°N |
143°-148°E 129°-130°E 130°-132°E 127°-130°E 126°-127°E 126° 119°-130°E |
55 100 37 15 31 26 55 |
1.84±0.17 1.99±0.28 1.82±0.19 1.66±0.09 1.73±0.12 1.18±0.15 1.40±0.16 |
1.87±0.14 2.01±0.27 1.85±0.19 1.71±0.08 1.78±0.13 1.21±0.15 1.43±0.14 |
東海 |
26°-28°N 37°16'N |
122°-125°E 135°03'E |
27 15 |
1.98±0.22 1.92±0.19 |
2.03±0.22 1.99±0.20 |
日本海 |
41°18'N 41°02'N |
136°39'E 132°12'E |
22 22 |
1.77±0.16 1.72±0.17 |
1.86±0.17 1.79±0.17 |
在菲律賓諸島東部海區(qū)和沖繩島西部的黑潮潮主流,V/Cl比值分別為1.43×10-3和1.21×10-3,而奄美大島西部海區(qū)、九州南部和三陸外海以及隨黑潮北上,其比值變高,顯示比值為1.71-1.87×10-3。推測這種現(xiàn)象可能是由于由鄰近黑潮海區(qū)向黑潮流出V/Cl比值高的海水與之混合,以及由生物代謝所致。支持這種推測的事實是,東海該該比值為2.03×10-3這樣的高值。雖然說明東海釩含量高的資料還不充分,可是,該海區(qū)應(yīng)屬于大陸架,此外還必須考慮由大陸流入的水和沿岸流等所造成的影響。其次就生物代謝的作用作若干考察。就與海洋性生物的含釩量有關(guān)的結(jié)果來看,浮游動植物和海洋性生物中的釩含量,相對于干重分別為10-25ppm和53-98ppm。以海水中的釩含量計算濃縮系數(shù),則為290-2100和2300-4000.具有這樣濃縮系數(shù)的浮游動植物的代謝對含釩量的影響,是應(yīng)予考慮的第一個問題,但另一方面還必須考慮這些海洋性生物的分解速度。這是留待解決的問題。
其次,考察關(guān)于寒流區(qū)釩的分布與變化。鄂霍次克海是由千島群島把它與西北太平洋區(qū)分開的邊緣海之一,通過該島的各水道以及宗谷海峽使鄂霍茨克海與外海進行海水交換。由于鄂霍茨克海從秋到冬受強的季風影響,所以對流發(fā)達,并形成-1.5°C左右的表層水,一旦結(jié)冰鹽度就增加,對流層的厚度亦增大,這就構(gòu)成中層冷水的起源,并以水深50-70米為中心。岡部、石川(1968)測定了從鄂霍次克海薩哈林到堪察加半島釩的垂直分布。冬季結(jié)冰時,該海區(qū)表層水的釩濃度值在1.0微克/升以下,但隨水深的增加釩含量變高,而在中層冷水附近,則為1.6微克/升。進而在300米層附近為2.0微克/升。再深,其值更低,為1.5微克/升。中層冷水團的釩比水團上層及水團下層的濃度都大,這種現(xiàn)象是有意義的,但其機制尚不明了。
在駿河灣里頭有富士川和狩野川等河水匯于灣中。岡部、森永(1968)曾報道該河口海區(qū)釩的動態(tài)。因大量源于富士火山地帶的涌泉水(釩含量37~85微克/升)納入于富士川和狩野川之中,所以靠近其河口處的河水中釩含量為11-17微克/升。流入的河水與海水擴散混合,在距河口約為2千米的洋面,其氯度約為19‰,釩含量約為2微克/升,這顯示了外洋水的組成情況。即釩被海水稀釋,隨氯度增加而釩減少。這個事實與測定河水與海水混合試樣里釩和氯度的實驗結(jié)果是一致的,由此上述事實可用河水與海水混合稀釋來解釋。
各大洋海水中鉬含量的變化都比釩小。嘗原和岡部測定了西北太平洋、日本列島周圍海區(qū)、南太平洋、東南亞各海區(qū),直到印度洋和南冰洋鉬的表層分布及垂直分布,測得其值變化于8.5-12.2范圍內(nèi),平均值為10.9微克/升。這些測定值都是沒經(jīng)過濾直接分析海水中的鉬而得到的,也沒有考慮海水中的浮游懸濁物。為弄清兩者的影響關(guān)系,由相模灣及其南方海區(qū)的三個地點,近而由東中國海與太平洋四個地點,從100升以上的大量海水中濾出浮游懸浮物,進行鉬的定量分析。海水中浮游懸浮物量隨海域不同而有顯著的変化,而過濾的海水與沒有過濾濾的海水,其含鉬量之差為0.1-0.3微克/升,與定量誤差(土2%)大致相等。這些結(jié)果能說明,除了海洋性動植物、浮游生物之外,由陸地上的河水、風和波浪等搬運來的粘土礦物以及由硅酸鹽風化殘留物而來的浮游懸浮物的分解,即使能往海水中放出鉬,其比例也是小的。因此,關(guān)于引起鉬含量發(fā)生變化的主要因素,除此以外還應(yīng)該考慮海洋學的環(huán)境。作為其中一例,如在釩項所敘述的,其在鄂霍茨克海中的分布屬之。
就從庫頁島直到堪察加半島沿51°N線的四個地點鉬的垂直分布來看,除冬季不結(jié)冰的一個地點外,在其它三個地點的50-100米層上能發(fā)現(xiàn)11-15微克/升的高值。外洋中的垂直變化很少,其含量為10微克/升左右。與此相反,鄂霍茨克海中層冷水的下層鉬含量變化極大。這種現(xiàn)象雖一般認為與寒冷期結(jié)冰密切相關(guān),但至今尚未搞清。
河口海區(qū)鉬的分布與釩的分布情況完全相反。隨河水與海水的混合比(1/Cl)變小,從河水鋪的含量0.7微克/升,向外海大致成直線增加到約12微克/升。把河水與海水以各種比例混合,所得到試樣的實驗結(jié)果,反映出流入駿河灣內(nèi)部的富士川和狩野川河口海區(qū)鉬含量的變化趨勢,與釩的情況完全相同,如果除去這種特殊的海洋環(huán)境,外洋水中的鉬含量約為10微克/升,比其它微量金屬(釩、銅、鋅)高一位數(shù)量級。這個事實被想像為,鉬與其它微量金屬在海水中的存在狀態(tài)與行為有特異之處。這里關(guān)于這一點作若干考察。地殼中元素的豐度值,釩是0.15,銅0.004,鋅0.008,鉬是0.0013,此外在陸地水中釩是1.0微克/升,銅是1.4微克/升,鋅是0.5微克/升,是0.6微克/升,鉬比其它元素的存在量小。其次,考慮這些金屬元素在海水的pH條件下于海水中生成膠體粒子的可能性,以及認為吸附在其它懸浮物上共沉淀而由海水逃逸,此時完全可以想像,膠體粒子的生成和共沉作用各有難易之分,海水中殘存的量亦各有不同。如就這種捕集共沉率的研究成果來看,則在接近海水的pH值條件下,釩和鎢的共沉率為95-100%,與此相反,鉬的共沉率僅為10%。由此可以認為,成年累月地由陸地搬運到海洋的元素中,釩相對鉬來說,它選擇地沉于海底,而鉬則相反,在海水中積累下來。這個事實也反映在海底沉積物中釩比起鉬來相對地被濃縮。
深海沉積物中釩為10-330ppm,平均為186ppm,而鉬則顯示出較小的值,為2-32ppm,平均8ppm。