Science of The Total Environment：河流系统沉积物-水界面铁、硫和磷循环耦合的微生物途径：基于DGT技术的原位研究
在自然水体治理中，迫切需要解决沉积物中内源磷（P）的释放问题。沉积物-水界面（SWI）铁（Fe）和硫（S）循环耦合是揭示磷迁移和转化模式和内源磷释放机制的关键。本研究在中国河北省阜阳河的SWI现场投放薄膜扩散梯度(DGT)装置，同步采集沉积物，分析了SWI处Fe、S和P的纵向时空分布。同时，在功能基因水平上探讨了细菌群落多样性与Fe、S和P的偶联反应以及与沉积物中内源P释放之间的关系。
结果表明，有效态Fe、S和P在SWI以下0–2cm的沉积物中浓度较低，而在4–8cm的沉积物中富集浓度较高。不同有效态元素的纵向分布在10月和2月之间的差异大于区域差异，下游位置的浓度高于上游位置。由于磷矿化细菌和硫酸盐还原细菌中优势属的相对丰度增加，2月份沉积物中Fe/Al结合的磷和硫化物（S2−）浓度较10月份有所增加。
采样点横跨阜阳河(峰峰矿区)。沉积物是指通过每隔1厘米横向切割沉积岩柱样获得的不同深度的沉积物（沉积物-水界面以下1-2厘米和4-5厘米的沉积物）。
2021年10月至2022年2月河流沉积物中有效态P、Fe和S和的一维纵向分布。0mm的深度表示沉积物-水界面（SWI）。
2021年10月A(a)和B(b)采样点有效态P和S的二维纵向分布。0mm的深度表示沉积物-水界面（SWI）。
结果表明，Fe还原溶解后以FeS2的形式沉淀，引起P再活化并释放到上覆水中。与P（phoD和ppk）和S（aprA）转化相关的功能基因的时空分布模式与有效态P和S的时空分布模式一致，这充分表明微生物在SWI附近对P和S的耦合循环发挥了驱动和调节作用。
Tianyu Zhuo, Qiong Wan, Beibei Chai, Xiaohui Lei, Lixin He, Bin Chen, Microbial pathways in the coupling of iron, sulfur, and phosphorus cycles at the sediment–water interface of a river system: An in situ study involving the DGT technique, Science of The Total Environment, Volume 863, 2023, 160855, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.160855.
文章链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S004896972207958X?via%3Dihub
注：本文仅用于学术分享，版权属于论文原作者
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