Water Research：富营养化湖泊内源氮磷修复机制取得新进展

人类活动导致大量的氮、磷输入已经改变了水生生态系统的营养循环，加速了全球湖泊富营养化问题。本研究以大通湖为研究对象，基于两种高分辨率采样技术（HR-Peeper和DGT）和P序列提取技术，探讨了多种修复技术组合（疏浚、吸附剂修正和种植水生植被）对沉积物N、P负荷的修复机制。大通湖长期原位实验发现湖泊沉积物中积聚大量的铁结合态磷和有机质含量是湖泊富营养化持续发生的主要原因，高温和低溶氧是提高沉积物孔隙水中活性磷和氨氮浓度的关键环境因子。研究同时发现了沉积物中铁的还原在调控湖泊内源磷释放和氮移除方面起关键作用。综合来看，与单一湖泊修复技术相比，多种修复技术结合对湖泊内源磷负荷（孔隙水DRP、磷通量、磷形态和有效态磷）长期控制效果更有效。

镧改性膨润土（LMB）的失活处理可使表层沉积物中的流动磷随着时间的推移转化为更难降解的形态，从而降低沉积物有效态磷释放的风险。然而，由于疏浚深度不当，水体植被生物量低，难以有效修复内源磷负荷。未来的湖泊修复实践应根据内源氮磷污染特征，优化不同修复技术组合的选择，同时减少外部废水输入。这些结果可为浅水富营养化湖泊修复技术优化选择和沉积物管理提供有效指导。这些结果对于理解内源氮磷修复机制以及为浅层富营养化湖泊沉积物管理提供重要参考。

技术应用

2021年4月，在大通湖使用沉积物岩芯取样器从LS（29.18◦N 112.46◦E）和LC（29.22◦N112.54◦E）的采样区中随机收集了260个沉积物岩芯。采样后，立即将沉积物岩芯运送到实验室。将高分辨率孔隙水采样器（HR-peeper）垂直插入柱样收集沉积物孔隙水。随后，将孔隙水取样到96孔微孔板上测定DRP、Fe2+和NH4+浓度。

另外，为了进一步探索不同修复技术对内源磷负荷的长期控制效果，在实验结束时，我们同样使用高分辨率薄膜扩撒梯度方法测量了有效态磷的二维沉积物分布（如下图所示）。

复合修复技术对底泥活性磷的影响。（大写和小写字母分别代表湖心和湖岸沉积物。不同的字母代表不同的实验组。）

Yang Li, Yuan Liu, Huiyuan Wang, Zhenjun Zuo, Zhiwei Yan, Ligong Wang, Dihua Wang, Chunhua Liu, Dan Yu, In situ remediation mechanism of internal nitrogen and phosphorus regeneration and release in shallow eutrophic lakes by combining multiple remediation techniques, Water Research, Volume 229, 2023, 119394, ISSN 0043-1354, https://doi.org/10.1016/j.watres.2022.119394.

文章链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135422013392?via%3Dihub

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