高(gao)分辨(bian)孔(kong)隙水采樣器解析(xi)湖(hu)泊(bo)系(xi)統轉(zhuan)變(bian)對(dui)沈(chen)積(ji)物砷(shen)釋放(fang)的(de)機制

富(fu)營(ying)養化(hua)湖(hu)泊(bo)中大(da)型(xing)植(zhi)物的(de)衰退(tui)正在(zai)改變(bian)沈(chen)積(ji)物中的物(wu)質(zhi)循環(huan)，然(ran)而(er)針對(dui)這(zhe)些變化(hua)中(zhong)砷(shen)（As）的(de)轉(zhuan)化響(xiang)應機制仍不(bu)明(ming)確。本(ben)研究采用(yong)高(gao)分辨(bian)率(lv)滲(shen)析(xi)法，對水生(sheng)植(zhi)物優勢區(qu)（ MD）和(he)藻類(lei)優勢區(qu)（AD）沈(chen)積(ji)物孔隙水中的溶解態(tai)As進(jin)行(xing)了(le)多(duo)季(ji)節觀測，解析(xi)了(le)沈(chen)積(ji)物As形態分異與(yu)環(huan)境(jing)變化的關(guan)聯(lian)，揭(jie)示(shi)了(le)As的轉(zhuan)化過程(cheng)。結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)：大型(xing)植(zhi)物向(xiang)藻(zao)類優勢區(qu)轉(zhuan)變會(hui)強(qiang)化沈(chen)積(ji)物As釋放(fang)。AD區(qu)孔隙水溶解As在(zai)夏(xia)季(ji)達峰(feng)值(zhi)120.36 μg/L，釋放(fang)強(qiang)度(du)最(zui)高(gao)；而(er)MD區在(zai)春季(ji)呈現(xian)顯(xian)著(zhu)As釋放(fang)特(te)征（34.92 μg/L）。春季(ji)MD區植(zhi)物殘(can)體(ti)分解酸(suan)化(hua)與有機質(zhi)（OM）絡(luo)合(he)作用(yong)共同促進(jin)了(le)吸(xi)附(fu)態As的(de)釋放(fang)；夏(xia)季(ji)AD區則(ze)通(tong)過鐵（Fe）氧化(hua)物(wu)還(hai)原溶解與(yu)溶(rong)解性(xing)磷（P）的(de)吸(xi)附(fu)位點競爭驅動(dong)As釋放(fang)。值(zhi)得註(zhu)意(yi)的(de)是，MD區沈(chen)積(ji)物夏(xia)季(ji)高(gao)腐(fu)殖(zhi)化(hua)程(cheng)度(du)與低(di)氧化(hua)還(hai)原電位(wei)促進了(le)As-S共沈(chen)澱，反(fan)而(er)導致(zhi)As被固定而(er)非釋放(fang)，這(zhe)與(yu)"暖(nuan)季(ji)促進(jin)沈(chen)積(ji)物As釋放(fang)"的(de)傳統認(ren)知(zhi)形成鮮明(ming)對比(bi)。富(fu)營(ying)養化(hua)湖(hu)泊(bo)中水生(sheng)植(zhi)物向(xiang)藻(zao)類的演替(ti)可(ke)能加(jia)劇As釋放(fang)風(feng)險，這(zhe)壹過程(cheng)值(zhi)得深(shen)入(ru)探(tan)究。

大型(xing)植(zhi)物與(yu)藻類(lei)主導的(de)生(sheng)態(tai)體(ti)系(xi)對(dui)沈(chen)積(ji)物中砷(shen)（As）的(de)轉(zhuan)化過程(cheng)具(ju)有差異性(xing)影響(xiang)。在(zai) AD區，孔(kong)隙水中溶解態(tai)As濃(nong)度(du)在(zai)夏(xia)、秋季(ji)顯(xian)著(zhu)高(gao)於冬、春季(ji)的低(di)值(zhi)；而(er)MD區孔(kong)隙水溶解態(tai)As濃(nong)度(du)則(ze)在(zai)春季(ji)達到(dao)峰(feng)值(zhi)，反(fan)映出(chu)截(jie)然不(bu)同的As釋放(fang)機制。進壹步(bu)分析(xi)表(biao)明(ming)，沈(chen)積(ji)物中鐵（Fe）氧化(hua)物(wu)和(he)As-S共沈(chen)澱物是驅動(dong)As形(xing)態(tai)轉(zhuan)化的主要來(lai)源(yuan)。MD區春季(ji)大型(xing)植(zhi)物殘(can)體(ti)分解導(dao)致(zhi)pH降(jiang)低並釋放(fang)有(you)機質(zhi)（OM），通過酸(suan)化(hua)作用(yong)與有(you)機質(zhi)絡(luo)合(he)促(cu)進(jin)吸(xi)附(fu)態As的(de)解吸(xi)釋放(fang)。AD區(qu)夏(xia)季(ji)則(ze)通(tong)過鐵（Fe）氧化(hua)物(wu)的(de)還(hai)原溶解釋放(fang)固持態As，成為(wei)該生(sheng)態(tai)體(ti)系(xi)下As釋放(fang)的(de)主要途徑(jing)。此外(wai)，孔(kong)隙水中總(zong)磷(lin)（TP）濃(nong)度(du)的升(sheng)高(gao)顯(xian)著(zhu)增強(qiang)了(le)As的溶(rong)解遷(qian)移(yi)能力。值(zhi)得註(zhu)意(yi)的(de)是，MD與AD區(qu)間溶(rong)解態(tai)錳(meng)（Mn）濃(nong)度(du)的差異表(biao)明(ming)，沈(chen)積(ji)物中有機質(zhi)（OM）分解可(ke)能通(tong)過改變(bian)（Mn）氧化(hua)物(wu)的(de)存在(zai)狀態(tai)，調(tiao)控(kong)As的(de)形(xing)態(tai)轉化與空(kong)間分布(bu)。研究結(jie)果(guo)證實(shi)，大(da)型(xing)植(zhi)物與(yu)藻類(lei)主導的(de)湖泊(bo)生(sheng)態(tai)系(xi)統沈(chen)積(ji)物As轉化過程(cheng)存在(zai)顯(xian)著(zhu)差異。隨(sui)著富(fu)營(ying)養化(hua)加(jia)劇與大(da)型(xing)植(zhi)物的(de)衰退(tui)，沈(chen)積(ji)物As溶解釋放(fang)過程(cheng)可能進(jin)壹步(bu)強化(hua)，這(zhe)壹趨(qu)勢亟(ji)待(dai)後續研究重點關註(zhu)。

在(zai)水災害(hai)防禦全(quan)國重(zhong)點實驗(yan)室燕(yan)文明(ming)團隊的研究中，HR-Peeper（高(gao)分辨(bian)率(lv)孔(kong)隙水采樣裝置(zhi)）在(zai)監測沈(chen)積(ji)物孔隙水中的化學(xue)變(bian)化(hua)方面發(fa)揮(hui)了(le)重要(yao)作用(yong)。HR-Peeper通過毫米(mi)級(ji)高(gao)分辨(bian)率(lv)采(cai)樣，精確(que)采(cai)集沈(chen)積(ji)物孔隙水中的砷(shen)濃(nong)度(du)，幫助(zhu)揭示(shi)砷(shen)在(zai)沈(chen)積(ji)物-水界(jie)面的擴散(san)規(gui)律(lv)和釋放(fang)機制。其原位監(jian)測功(gong)能避(bi)免了(le)樣品(pin)在(zai)采集(ji)和運輸過程(cheng)中的(de)汙染(ran)，提高(gao)了(le)數據的準確(que)性(xing)。此外(wai)，HR-Peeper能夠(gou)實時捕(bu)捉(zhuo)沈(chen)積(ji)物孔隙水中砷(shen)濃(nong)度(du)的動(dong)態(tai)變(bian)化(hua)，分析(xi)其與環(huan)境(jing)因子(zi)（如(ru)pH值(zhi)、溶解氧）的(de)關(guan)系(xi)。這(zhe)些功(gong)能為(wei)研究湖泊(bo)系統從以大(da)型(xing)植(zhi)物為(wei)主向(xiang)以藻(zao)類為(wei)主轉(zhuan)變對沈(chen)積(ji)物中砷(shen)釋放(fang)的(de)影響(xiang)提供了(le)關鍵(jian)數據支持，為(wei)湖泊(bo)生(sheng)態(tai)系(xi)統管(guan)理(li)和(he)汙(wu)染(ran)治(zhi)理提(ti)供了(le)科學依據。