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Journal of Hazardous Materials:中国太湖沉积物中砷的季节性空间分布、迁移动力学及毒性风险

发表时间:2023-11-07 09:17

**作者:王书航

通讯作者:杨殿海 & 李财

通讯单位:同济大学 & 中科院南京地理与湖泊研究所

DOI:10.1016/j.jhazmat.2023.132852

期刊:Journal of Hazardous Materials

本研究分析了太湖3个代表性生态湖泊沉积物中砷(As)的空间分布、迁移动力学和毒性风险的季节变化。结果表明,沉积物中As的生物有效性和流动性与湖泊生态类型和季节变化有关。藻型和大型植被覆盖区沉积物砷浓度在4月和7月升高,其他区域砷浓度在7月和10月升高。可溶性砷的扩散通量为0.03 ~ 3.03 ng/cm2/d,表明沉积物是砷的来源。含砷铁锰氧化物的还原溶解是沉积物砷再活化的关键驱动因素。然而,藻类和大型植物降解产生的有效态S(-II)缓冲了藻型和大型植物型区沉积物As的释放。3个生态湖泊的再补给比均小于1,表明沉积物固相的再补给能力处于部分维持状态。7月份藻型和过渡区风险商值均大于1,表明砷的不良影响不容忽视。本研究表明迫切需要对多生态湖泊沉积物中砷的污染进行具体监测和管理。


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HX、MLW和DTH采样点沉积物中可溶性和有效态As浓度垂直分布的季节变化


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HX、MLW和DTH样点沉积物中挥发性S(-II)通量垂直分布的季节变化


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风险评估值、水环境参数与水和沉积物中各形态砷之间相关性的Mantel检验。(RS、RL、SW、SS、LW、LS分别表示可溶性As释放通量、可溶性As释放通量、水溶性As释放通量、沉积物可溶性As释放通量、水中As释放通量、沉积物中As释放通量)。


本研究基于HR-Peeper和DGT采样技术获取了沉积物中As的高分辨率时空数据,首次研究了多生态湖泊—太湖沉积物中As的空间分布、迁移行为和毒性风险的季节变化。研究表明可溶性和有效态As浓度和扩散通量的增加归因于季节变暖和低的DO浓度,特别是在7月份,沉积物中As在3个生态湖区的沉积物界面附近均呈现出较高释放潜力。温度升高和DO浓度较低的时期,由于藻类和大型植物类型区域的藻类和植物的降解,导致有效态S(-II)水平升高,可以作为沉积物As迁移和释放的缓冲。与大型植物区相比,藻类区和过渡区沉积物具有更高的再补给能力和更快的响应时间。藻类区和过渡区沉积物As的生物利用度和流动性较高,导致生态毒理学风险高于大型植物区,特别是在高温季节。因此,有针对性的监测和管理工作势在必行,以防止太湖水污染,特别是对夏季和秋季的藻型区和过渡区。


Shuhang Wang, Shiming Ding, Hanbin Zhao, Musong Chen, Dianhai Yang, Cai Li, Seasonal variations in spatial distribution, mobilization kinetic and toxicity risk of arsenic in sediments of Lake Taihu, China, Journal of Hazardous Materials, Volume 463, 2024, 132852, ISSN 0304-3894, https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.132852.


文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304389423021362?via%3Dihub


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