

大型植(zhi)物占(zhan)主導(dao)的(de)富營(ying)養化(MDE)湖(hu)泊(bo)由於(yu)沈積(ji)物中(zhong)的(de)高(gao)磷(P)負荷而(er)引(yin)起(qi)廣泛(fan)關(guan)註(zhu),這對內(nei)源(yuan)磷釋放(fang)和(he)汙染管理帶來風險(xian)。然而(er),由於(yu)其(qi)*的(de)生(sheng)產(chan)力(li)特(te)征,沈積(ji)物中(zhong)有(you)機(ji)磷礦(kuang)化在MDE湖(hu)內(nei)部磷負荷中(zhong)的(de)作用(yong)仍(reng)在爭(zheng)論(lun)中(zhong)。本研究采(cai)用(yong)改(gai)進(jin)的(de)Huffer序(xu)貫(guan)提(ti)取法、31P核磁共(gong)振(zhen)譜(NMR)和(he)薄膜擴(kuo)散(san)梯(ti)度(du)(DGT)技術(shu),研(yan)究了中(zhong)國(guo)西(xi)南部MDE湖(hu)泊(bo)草(cao)海湖(hu)沈積(ji)物中(zhong)P的(de)釋放(fang)動(dong)態。
結(jie)果(guo)表明,沈積(ji)物-水(shui)界(jie)面處(chu)的表(biao)觀(guan)磷擴散(san)通(tong)量(liang)非常高(gao),平(ping)均值為0.37 mg m−2 d−1。沈積(ji)物中(zhong)不(bu)斷(duan)沈積(ji)和降(jiang)解的(de)磷酸酯(zhi)有(you)機(ji)磷組分(即(ji)Mono-P和Diester-P)保持(chi)了湖(hu)泊(bo)的(de)高(gao)生(sheng)產(chan)力(li),礦(kuang)化過(guo)程對內(nei)源(yuan)P的(de)釋(shi)放(fang)中(zhong)起(qi)著關(guan)鍵(jian)作用(yong)。盡(jin)管沈積(ji)物中(zhong)無(wu)機(ji)P的(de)含量(liang)相對較高(gao)(約(yue)占總P的60%),但含磷氧化鐵/氫氧化物的(de)還(hai)原(yuan)機制對內(nei)部磷負載的(de)貢(gong)獻較低,如鐵錳(Fe-Mn)/鐵(tie)鋁(lv)(Fe-Al)(BD-P和(he)NaOH-P)結合(he)態的(de)磷釋放(fang)速(su)率低,並(bing)且沈積(ji)物DGT有(you)效(xiao)態P和(he)有(you)效(xiao)態Fe之(zhi)間(jian)不呈現(xian)顯著的(de)正相關(guan)關(guan)系(xi)。

草海(hai)湖(hu)上覆水(shui)域(yu)和(he)表層(ceng)沈積(ji)物孔(kong)隙水(shui)中(zhong)TP和(he)SRP的濃(nong)度(du)和(he)空(kong)間分布。(A、B)分別為(wei)上覆(fu)水(shui)TP和(he)SRP。(C、D)分別為(wei)表層(ceng)沈積(ji)物孔(kong)隙水(shui)TP和(he)SRP。

草海(hai)湖(hu)沈積(ji)物中(zhong)DGT有(you)效(xiao)態P(Fe)濃(nong)度(du)的(de)變(bian)化。(A–C)分別代(dai)表高(gao)流(liu)量(liang)季(ji)節草(cao)海(hai)湖(hu)沈積(ji)物的(de)植(zhi)物優(you)勢區、中(zhong)部過(guo)渡區和東(dong)部富營(ying)養區DGT有(you)效(xiao)態P(Fe)濃(nong)度(du)。沈積(ji)物-水(shui)界(jie)面的(de)位置(zhi)用(yong)零表示(shi)。R2表示DGT有(you)效(xiao)態P和(he)DGT有(you)效(xiao)態性Fe之(zhi)間的(de)線性相(xiang)關(guan)系(xi)數(shu)。
本(ben)研究(jiu)報告了高(gao)溶(rong)解氧和有(you)機(ji)物富集環(huan)境下(xia)MDE湖(hu)泊(bo)表(biao)層沈積(ji)物中(zhong)磷的動(dong)態變(bian)化。對沈積(ji)物剖面中磷形(xing)態的(de)遷(qian)移(yi)和轉化進行比(bi)較,表明這些化合物不(bu)同(tong)程度(du)地參與了該湖(hu)泊(bo)的(de)磷循環(huan)和成巖(yan)轉化。根據對不(bu)同(tong)磷形(xing)態的(de)分析,鐵(tie)錳(Fe-Mn)/鐵(tie)鋁(lv)(Fe-Al)(BD-P和(he)NaOH-P)結(jie)合態磷的釋(shi)放(fang)和(he)沈積(ji)速(su)率較低,沈積(ji)物剖面中DGT有(you)效(xiao)態磷和有(you)效(xiao)態性鐵(tie)之間(jian)沒(mei)有(you)顯(xian)著(zhu)的正相關(guan)。此外(wai),沈積(ji)物中(zhong)有(you)機(ji)磷的礦(kuang)化可以轉化為Fe-Al/Fe-Mn結合(he)態磷。然而(er),在嚴(yan)重富營(ying)養化的環(huan)境中,表層沈積(ji)物中(zhong)Fe-Al/Fe-Mn結(jie)合態磷的富集在壹定程度(du)上(shang)抑(yi)制了單磷酸鹽(yan)的(de)礦(kuang)化。盡管本研(yan)究中提(ti)供的(de)數(shu)據有(you)限,涵蓋(gai)的範(fan)圍(wei)相對較小,但對淺水(shui)湖(hu)泊(bo)沈積(ji)物內(nei)源(yuan)磷釋放(fang)可(ke)以得出(chu)壹些有(you)用(yong)的(de)結(jie)論(lun)。沈積(ji)物中(zhong)不(bu)斷(duan)沈積(ji)和降(jiang)解的(de)磷酸酯(zhi)有(you)機(ji)磷組分(即(ji)Mono-P和Diester-P)維(wei)持(chi)了湖(hu)泊(bo)的(de)高(gao)生(sheng)產(chan)力(li),而(er)礦(kuang)化過(guo)程在內(nei)源(yuan)磷的釋(shi)放(fang)中(zhong)起(qi)著關(guan)鍵(jian)作用(yong)。因此,在MDE湖(hu)泊(bo)的(de)內(nei)源(yuan)磷恢(hui)復過(guo)程中,應關(guan)註(zhu)沈積(ji)物中(zhong)的(de)有(you)機(ji)磷負載。