השפעת תנאי חימצון-חיזור על נפיצותו האנכית של מנגן ורדיום בעמודת המים של הכנרת

נפיצות אנכית של מתכות מעבר באגמים הולומיקטים (Holomictic) נשלטת על ידי משטר ערבוב/שכוב עונתי המשנה את מצב החמצון-חיזור בעמודת המים. הבנת המחזור הגיאוכימי של מנגן (Mn) באגם הכנרת והקשר בין מערכת החמצון-חיזור של מנגן על הנפיצות האנכית של האיזטופים הרדיואקטיבים  (t1/2≈1600 y) 226Ra ו-224Ra   (t1/2≈4 d) בעמודת מים, משמשים בעבודה זו ככלי להערכת מקדם העירבוב וקצב חמצון המנגן. מנגן ממלא תפקיד מפתח בפוטוסינטזה ובהתפתחות אצות ושטח הפנים של תחמוצות מנגן מהווה אלמנט פוטנציאלי חשוב לספיחת מתכות. בתנאים אירוביים המנגן מצוי כתחמוצות מנגן מוצקות במצב חמצון Mn+4 ובתנאים אנוקסים המנגן מחוזר למנגן מומס במצב חמצון Mn+2.

אגם הכנרת הינו אגם מים מתוקים מונומיקטי (Monomictic). במהלך החורף, האגם היינו מעורבב ומחומצן והמנגן מופיע כמנגן חלקיקי בכל עמודת המים. מחישוב עולה שמאגר המנגן הממוצע הכללי (החלקיקי) במי האגם הוא כ- 20 טון. בתחילת השיכוב, המאגר מגיע לכ- 50 טון, במקביל מאגר המנגן המומס גדל לכ- 30 טון ומאגר המנגן הממוצע החלקיקי  נשאר כ- 20 טון. בקיץ, תקופת השיכוב: 1. המנגן החלקיקי הוא הצורה השלטת בשכבת המים העליונה בעוד שהמנגן המומס הוא הצורה השלטת בשכבת המים התחתונה, מאגר המנגן  החלקיקי  נשאר כ- 20 טון; 2. ריכוז גבוה של מנגן מומס מופיע מתחת לאוקסיקלינה וריכוזו עולה מ ~120 µg·L-1 בחודש יולי ל- ~200 µg·L-1 בחודש אוגוסט; 3. מאגר המנגן הממוצע הכללי באגם עולה ומגיע לכ - 140 טון. במהלך הקיץ, סיישים (Seiche), גלים פנימיים, הנגרמים ע"י רוחות יומיות חזקות גורמים להרחפה של חלקיקים מהסדימנט הליטוראלי והסאב-ליטוראלי המוסעים אופקית אל מרכז האגם.  מנגן חלקיקי מועבר עם החלקיקים דרך השכבה  האמצעית כלפי פנים האגם ומזין את המנגן המומס אשר גדל במשך כל תקופת שיכוב הקיץ. בסתיו, סוף תקופת השיכוב, עובי  שכבת האפילמניון גדל בעוד שההיפולימניון מעמיק, כתוצאה מכך ישנה עליה באוגר תחמוצות מנגן באפילמניון ושקיעה של מנגן חלקיקי בסדימנט האפילמניון.  בתקופה זו, ריכוז המנגן המומס בפיק יורד מ- ~500 µg·L-1 באוקטובר ל ~100 µg·L-1 בנובמבר. בעבודה זו נמצא שפרופילי עמודת המים של 224Ra ו- 226Ra דומים מאוד לפרופילי המנגן, דבר המצביע על כך שהרדיום הספוח משתחרר מתחמוצות המנגן העוברים חיזור מתחת לאוקסיקלינה. הנפיצות האנכית של מנגן ורדיום שימשה לחישוב מקדם הטורבולנציה, שטף המנגן המומס (~0.04 g·m-2·d-1) וקבוע קצב החמצון של מנגן (~0.1 d-1).


תאריך 15/04/2018 - 16/04/2018
הדפסשלח לחבר
עבור לתוכן העמוד