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JEM:复杂潮汐河网区沉积物需氧量的特征与分级

发表时间:2024-04-21 09:50

文章信息

**作者:黄志伟

通讯作者:杜宏伟、石雷

通讯单位:生态环境部华南环境科学研究所、暨南大学

期刊:Journal of Environmental Management

影响因子:8.7

DOI:10.1016/j.jenvman.2024.120352

摘要

河网潮汐区受潮汐影响,并受与沉积物需氧量(SOD)相关的复杂因素影响。本研究采用化学抑制法测量了不同类型的SOD的氧气消耗,以探索沉积物特定氧气消耗机制。然后,使用薄膜扩散梯度(DGT)技术评估了沉积物-水界面的扩散通量和影响SOD的因素。珠江流域河网潮汐区的总SOD约为0.5928g/m2/天,比非潮汐河网区高8.47%,但低于先前报道的黑臭水体。在潮汐河网区,夏季生物SOD比冬季高15.6%,总SOD的差异很大程度上受人类活动影响。研究观察到沉积物对冬季SOD有显著影响,而在夏季沉积物与SOD之间没有显著相关性。不同的粒径分布导致不同的有机物含量,导致不同季节间生物SOD比例的差异。研究发现季节性潮汐变化可以影响沉积物水界面的离子交换,导致SOD变化。这些发现对于研究与河网潮汐区溶解氧低相关的现象具有重要意义,并为未来的沉积物污染控制指明了方向。


摘要图

沉积物垂向剖面DGT有效态磷、铁、氨氮、硝态氮的一维空间分布及硫的二维空间分布

沉积物需氧量影响因素的拟合


以往的研究大多集中在内陆河网上。本研究选择了潮汐河网区域,发现潮汐和人为因素导致潮汐河网的总SOD高于非潮汐河网,冬季的差异大于夏季。沉积物的氧气消耗主要受夏季较高温度的影响,潮汐河网分级SOD中BSOD的比例更高,潮汐活动的减少导致不同采样点之间TSOD的差异更大。此外,夏季低DO有利于沉积物中还原金属离子的扩散。此外,对沉积物水扩散界面的DGT分析揭示了P-Fe耦合关系。这些发现强调了影响SOD的复杂因素,包括沉积物组成、沉积物粒径分布和外部条件。我们发现影响SOD的主要因素是沉积物的粒径分布,其中粒径分布反映了沉积物组成和微生物种群的数量。以前的研究很少发现同一因素在不同季节对沉积物氧气消耗的影响机制可能存在差异,沉积物粒径组成的影响随季节变化,冬季的相关性更显著,而夏季的潮流再悬浮改变了沉积物结构,导致O2消耗减少。因此,对于潮汐河网区域,有必要加强对陆地输入的管理,并关注内源性污染对河口低氧的影响。确定具体机制对SOD的影响需要在实验室环境中进行单因素测试;然而,微生物的作用可以通过同位素和环境遗传学的方法进一步分析。


Zhiwei Huang, Xiaochen Liu, Jing Wen, Huaiyang Fang, Shu Lin, Weijie Li, Jie Wang, Fantang Zeng, Hongwei Du, Lei Shi, Characteristics and fractionations of sediment oxygen demand in a complex tidal river network area, Journal of Environmental Management, Volume 354, 2024, 120352, ISSN 0301-4797, https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.120352.


文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301479724003384?via%3Dihub=


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