中文摘要：

相当一部分海洋生物体残骸和有机颗粒沉积在海底后很快地通过微生物分解作用而重新进入海水循环。沉积物的表层几厘米是微生物分解作用最为活跃的地带。有机物的降解消耗氧气，当氧气被耗尽后，微生物依次利用硝酸根离子, 锰和铁氧化物，硫酸根离子作为电子接受体对有机物进行氧化。微生物的呼吸作用通常使沉积物内部形成明显的有机碳、Eh、pH、溶解氧、Mn2+、Fe2+ 和硫化物的垂直梯度。本课题拟研制pH膜微电极、Pt电极和Hg-Au微电极测量在各种不同类型的沉积物中pH、Eh、溶解氧、Mn2+、Fe2+ 和硫化物的垂直剖面，结合对沉积物中有机碳和无机碳的浓度测定，计算在各种不同沉积环境中有机碳的矿化速率、耗氧量以及无机碳的释放通量，阐明各种沉积物中锰和铁在间隙水-固相之间的分配和它们在各个深度层次的热力学控制机制，更好地认识沉积物对碳循环的贡献以及Mn,Fe,S在环境中的迁移转化规律。

结论摘要：

大部分海洋生物体残骸和有机颗粒沉积在海底后很快地通过微生物分解作用而重新进入海水循环。沉积物的表层几厘米是微生物分解有机碳最为活跃的地带。根据氧化有机物所释放能量的大小优先顺序，微生物依次利用氧、硝酸根离子、锰和铁氧化物、硫酸根离子作为电子接受体对有机物进行氧化分解，其结果使得沉积物内部形成明显的有机碳、氧化还原电位、pH、溶解氧、锰、铁和硫化物的垂直梯度。为了定量这些化学变量，本课题研制出了金汞齐微电极用来测量溶解氧、锰、铁和硫化物在沉积物中的垂直浓度梯度；研制出了铱-氧化铱微电极用来测量沉积物中的pH剖面；研制出了铂电极和银-氯化银电极用来测量沉积物中的氧化还原电位变化。微电极技术方法实现了在船上对沉积物样品进行原位测量，克服了传统的分层压滤沉积物间隙水然后仪器测量的不足，深化和细化了沉积物化学的研究。基于这多种微电极技术，课题组调查了厦门湾、珠江口和南海的多个沉积物样品，计算了溶解氧在沉积物-海水界面的通量、沉积物中的耗氧量和有机碳的矿化速率，揭示了早期成岩过程中有机物的分解对无机物的生物地球化学循环的驱动作用。