第七届青年地学论坛

       在通过地下河口排入海水之前，内陆淡水中的二价铁(Fe²⁺)与海水中的溶解氧(O₂(aq))相遇并发生反应。因此，二价铁（Fe²⁺）氧化成为三价铁离子(Fe³⁺)并在咸淡水交界面附近以铁氧化物（例如：氢氧化铁，Fe(OH)₃）的形式沉淀。这些铁氧化物不断聚集，最终形成一段不透水的铁幕（Iron Curtain）。铁幕的形成改变了沉积物的孔隙度和渗透性，从而使得含水层中的孔隙水流态发生变化。同时，铁幕还作为地球化学屏障，拦截各种溶解化学物质并清除内陆淡水中的溶解有机质，从而影响生化物质向海水中的排放。前人大多关注铁幕的空间分布和地球化学物质的吸附，却鲜有研究对铁幕在地下河口中的形成机理进行探索。因此，本研究基于TOUGHREACT模型，利用数值模拟手段对铁幕的演化和分布以及主要影响因素进行了探讨。主要研究结论如下：
     （1）内陆淡水中的Fe²⁺被海水中的O₂(aq)氧化成Fe(OH)₃，从而沉淀并形成铁幕；由于内陆淡水和海水的滞留时间随着含水层深度的增加而增加，Fe(OH)₃首先在含水层顶部附近沉淀，随后逐渐向含水层深处延伸；
     （2）Fe(OH)₃主要在咸淡水混合区的内陆侧沉淀，在靠海侧的沉淀则受到局部高浓度氢离子(H⁺)的抑制；作为铁氧化物沉淀的副产物，咸淡水混合区内陆侧所产生的H⁺被运移至靠海侧的盐水楔中；同时，由于盐水楔中的水循环为密度流驱动，循环时间较长，H⁺被困在其中；
     （3）铁幕的空间分布以及范围主要受到内陆淡水流量和O2(aq)/Fe2⁺浓度比的影响，海水位以及内陆淡水和海水的pH值对其影响较弱。
       上述结论有助于进一步认识地下河口中的物理地球化学过程，并帮助更好地预测未来全球气候变化背景下化学物质向海水的排放过程。
 

地下河口,铁氧化与沉淀,咸淡水混合,水文过程,地球化学循环