Journal of Hazardous Materials：利用双模式薄膜扩散梯度（DGT）技术揭示中国南方西枝江流域沉积物中铬（Cr）的形态和移动性
沉积物中铬（Cr）形态和迁移机制对准确评估其在水生系统中的生态风险至关重要。本文采用三步化学萃取和智感环境的薄膜扩散梯度（DGT）技术研究了沉积物Cr的地球化学形态、迁移势和释放特征。沉积物Cr的地球化学形态依次为可氧化态>可还原态>残留态>酸溶态组分。有机质（OM）与Cr(III)的络合解离和Mn氧化物的氧化作用导致冬季活性的Cr(III)和Cr(VI)水平升高，其中活性Cr(III)为优势形态，占活性Cr总浓度的48.1-65.5%；然而Mn氧化物的还原性溶解是有效态Cr(VI)在夏季再活化的主要原因，Cr(III)快速沉淀，导致活性Cr物种转变为Cr（Ⅵ）。在两次采样活动中，沉积物是有效态Cr(VI)的主要汇，而对于有效态Cr(III)而言，沉积物在冬季为源，在夏季转化为汇。本研究表明，有效态Cr(III)的扩散释放值得优先关注，因为在冬季河流的氧化条件下，它有可能被再氧化为毒性更大的Cr(VI)。
研究区和采样点的位置（GBA：粤港澳大湾区）。
在本研究中，薄膜扩散梯度装置(Chelex-DGT)被用于定量测定有效态Cr(III)。此外，与 Zr-oxide (ZrO)或 N-Methyl-D-glucamine (NMDG)组装的DGT用于有效Cr(VI)的定量测定。将两种类型的DGT装置背靠背结合并投放在每个沉积物柱状样中，原位富集有效态Cr(III)、Fe(II)、Mn(II)和Cr(VI)并定量计算其浓度的垂向分布。
7月所有采样点沉积物中DGT有效态Cr（VI）与可还原/可氧化Cr之间的相关性。
上覆水和沉积物中DGT有效态铁（II）、Mn（II）、Cr（III）和Cr（VI）的季节性特征。
沉积物中Cr的总浓度和地球化学组分在西枝江流域沉积物中处于低至重度污染状态。然而，观察到Cr的再活化与沉积物中的总Cr浓度无关。锰氧化物的还原溶解被认为是夏季沉积物Cr(VI)再释放的主要驱动力，当沉积物Cr的迁移潜力较低时，主要是因为Cr(Ⅵ)的快速还原和Cr(Ⅲ)在较大的还原条件下沉淀导致；然而，较高的有效态Cr(III)和Cr(VI)浓度表明，在冬季Cr(III)可能通过OM络合和Mn氧化物氧化从Cr(III)转化为Cr(VI)。沉积物是研究区有效态Cr(VI)的主要汇，冬季沉积物是上覆水中Cr(III)的源，夏季则转变为Cr(III)的汇。沉积物中Cr(III)的扩散释放和随后在冬季的再氧化过程对水生生态系统的潜在风险值需优先考虑。因此，在减少水源地沉积物金属污染排放的同时，强烈建议采取针对性的沉积物金属污染修复措施，防止水源地沉积物金属季节性二次污染。
Lei Gao, Rui Li, Zuobing Liang, Qirui Wu, Lei Hou, Jianyao Chen, Ping Zhao, Dual diffusive gradients in the thin films (DGT) probes provide insights into speciation and mobility of sediment chromium (Cr) from the Xizhi River basin, South China, Journal of Hazardous Materials, Volume 436, 2022, 129229, ISSN 0304-3894, https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.129229.
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304389422010196?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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