亚热带河道型水库沉积物-水界面磷赋存形态与迁移转化机制

由水库建设引起的河流湖库化和富营养化,是全球普遍面临的重大生态环境问题.而内源污染负荷过大会加剧水库富营养化和水质恶化的风险.因缺乏亚热带河道型水库沉积物中内源磷污染解析,本文采用薄膜扩散梯度(DGT)和高分辨率渗析技术(HR-Peeper)以原位、高分辨率技术对河道型深水水库闽江水口水库中磷(P)、铁(Fe)、锰(Mn)、硫(S)进行监测,并研究河道型水库P-Fe-Mn-S的地球化学耦合机制以及磷的赋存形态和迁移释放机制.结果表明:氢氧化钠提取磷(NaOH-P)是沉积物中磷形态的主要形式,铁结合态磷是控制沉积物磷释放的关键因素,水口水库水体和沉积物营养化程度高,沉积物内源磷污染较严重;在垂直剖面上,沉积物中的P与Fe、Mn、S呈显著正相关,铁锰氧化物的还原溶解和硫酸盐还原有利于磷活化和释放;沉积物中P、Fe、Mn、S会形成正释放从而扩散到上覆水中,在水库开闸和泄洪期间,对流会暂时打破分层,内源磷的释放高于多数天然浅水湖库,这突出了河道型水库内源磷污染治理的重要性和紧迫性.

厦门西溪河口沉积物活性磷的分布特征及迁移转化机制

为探索不同河口区域锰、铁和硫地球化学行为对活性磷分布的影响,选择厦门西溪河口,应用薄膜扩散梯度(DGT)采样技术,对沉积物DGT有效态磷(DGT-P)、锰、铁和硫进行原位和高分辨监测.结果表明,在垂向剖面中,DGT-P的分布与铁和硫的氧化还原转化以及沉积物活性磷背景值关系密切,磷的钝化/活化主要受控于铁氧化物对磷的氧化吸附和还原溶解,以及硫酸盐还原和硫化物积累引发的磷活化;沿采样点分布,DGT-P的浓度平均值差异大(0.075~0.80 mg·L^(-1)),与盐度无关,而是与氧化还原条件密切相关,即氧化带越深磷浓度平均值越低;模型模拟结果表明,表层沉积物对孔隙水磷的再补给能力与DGT-P浓度及氧化还原条件相关,即氧化环境不利于沉积物磷的解吸再补给,而还原环境中与铁和硫地球化学的耦合有利于维持高活性磷浓度以及磷的持续释放.