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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

時間:2023/10/13閱讀:938
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摘要




目的

本研究發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作為封蓋材料調節沉積物-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測定培養期間孔隙水和沉積物中溶解態和有效態態磷、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)向溶解磷的轉化加速,部分OP和流動磷氧化為不穩定的OP。值得注意的是,Fe(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。


結論

OLA覆蓋是一種很有前途的控制沉積物內部磷釋放的方法,在黑臭河流的應急磷修復管理中具有潛力。




圖片

培養過程中可溶性鐵和磷的垂直濃度

圖片

培養不同時間,DGT有效態Fe和P的一維垂直分布以及磷的二維空間分布



圖片

OLA覆蓋控制沉積物內源磷釋放的概念示意圖



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