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沉積物采樣器DGT:新型氧微納泡材料對重污染沉積物增氧抑制磷釋放的同步效應
摘要
目的
本研究發(fā)展了了一種改性的氧納米鑭鋁凹凸棒土(OLA)，用于重污染沉積物中增氧和抑制磷(P)的釋放。
材料與方法
本研究制備了OLA材料并進行了分組實驗，分為OLA覆蓋處理組、LA覆蓋處理組和空白對照組。通過對氧滲透深度和時間的綜合分析，評價了OLA作為封蓋材料調(diào)節(jié)沉積物-水界面(SWI)氧化還原條件、減少沉積物P釋放的可行性。同時利用DGTs和HR-Peepers測定培養(yǎng)期間孔隙水和沉積物中溶解態(tài)和有效態(tài)態(tài)磷、鐵的變化，以及沉積物中無機磷和有機磷(IP和OP)以及微生物多樣性。
結(jié)果與討論
研究表明，OLA能迅速提高溶解氧(DO)，顯著緩解SWI缺氧環(huán)境。DO的最大滲透深度達到22.5 mm，并保持高濃度48h。氧氣的存在改變了沉積物表面微生物的豐度，變形菌門和藍藻門的相對豐度降低，綠菌門的相對豐度增加，這導致有機磷(OP)向溶解磷的轉(zhuǎn)化加速，部分OP和流動磷氧化為不穩(wěn)定的OP。值得注意的是，F(xiàn)e(II)和S(-II)在0-40 mm深度呈正相關。這可能是由于硫酸鹽生成的FeS減少，使鐵和P解耦。
結(jié)論
OLA覆蓋是一種很有前途的控制沉積物內(nèi)部磷釋放的方法，在黑臭河流的應急磷修復管理中具有潛力。
培養(yǎng)過程中可溶性鐵和磷的垂直濃度
培養(yǎng)不同時間，DGT有效態(tài)Fe和P的一維垂直分布以及磷的二維空間分布
OLA覆蓋控制沉積物內(nèi)源磷釋放的概念示意圖
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