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JEM:不同剂量的镧改性膨润土与沉水植物结合对磷钝化和沉水植物生长的影响

发表时间:2024-05-10 14:15

文章信息

**作者:张秀梅

通讯作者:张秀梅

通讯单位:华中农业大学

期刊:Journal of Environmental Management

影响因子:8.7

DOI:10.1016/j.jenvman.2024.120053


摘要:

化学磷(P)钝化和沉水植物移植的结合在湖泊恢复中被广泛使用,因为它比单独应用任一方法产生更强的效果。然而,当化学材料与沉水植物结合使用时,化学材料对P钝化的剂量效应以及这些化学物质对沉水植物生长的影响仍然不清楚。在本研究中,我们通过户外中观实验,调查了水柱和沉积物中的P钝化,以及沉水植物对改性膨润土(LMB)的响应,其中所有中观箱中移植了苦草(Vallisneria denseserrulata),并分别添加了四个剂量水平的LMB:对照组(无LMB)、低剂量(570gm-2)、中等剂量(1140gm-2)和高剂量(2280gm-2)。结果显示,LMB剂量和V. denseserrulata的结合比单独的V. denseserrulata在水柱中减少了32%-38%的总磷(TP),而在三个LMB处理之间没有观察到显著差异。孔隙水溶解反应性P、二维扩散梯度在薄膜(DGT)-活性P浓度和0-1厘米沉积层中的P转化沿LMB剂量梯度显示出相似的趋势。此外,LMB以剂量依赖的方式抑制了植物生长,并减少了矿物元素(即钙、锰、铁和镁)的吸收。LMB可能通过为新分株创造P缺乏风险和干扰矿物元素的吸收来减少植物生长。考虑到LMB对P钝化的剂量效应和对宏体植物生长的负面影响,我们建议在湖泊恢复中使用“小剂量,频繁应用”的方法,旨在恢复沉水植物和清澈的水条件。

三种LMB处理下沉积物-水界面(虚线)以下的溶解反应性磷(SRP)浓度通常低于对照组,并且随着时间推移,各处理之间的差异减小。(LMB有四个剂量水平:0、570、1140和2280gm-2,分别表示为LMB0、LMB50、LMB100和LMB200)。水平条代表标准差。

通过DGT测量的二维有效态磷(labile P)分布表明,LMB的应用显著降低了0到-20毫米深度的有效态磷通量,且更高的LMB剂量并没有产生更大的效果。(LMB有四个剂量水平:0、570、1140和2280gm-2,分别表示为LMB0、LMB50、LMB100和LMB200)。

镧(La)的剂量依赖性积累在根和茎中都很明显。LMB的应用没有影响磷浓度。(LMB有四个剂量水平:0、570、1140和2280gm-2,分别表示为LMB0、LMB50、LMB100和LMB200)。垂直条代表标准差。阴影显示了预测值周围的95%置信区间。


LMB和沉水植物的结合比单独的沉水植物移植导致了更高的P减少,而增加的LMB剂量并没有进一步提高水质,但对植物生长产生了负面影响。LMB可能通过为新分株创造P缺乏风险和干扰矿物元素的吸收来减少植物生长。因此,我们建议在湖泊恢复中使用“小剂量,频繁应用”的方法,与沉水植物移植结合使用LMB。与以往的工作相比,所提出的方法将减少LMB的剂量和对水生植物恢复的负面影响。


Xiumei Zhang, Wei Zhen, Suzhen Cui, Sen Wang, Weiqi Chen, Qiong Zhou, Erik Jeppesen, Zhengwen Liu, The effects of different doses of lanthanum-modified bentonite in combination with a submerged macrophyte (Vallisneria denseserrulata) on phosphorus inactivation and macrophyte growth: A mesocosm study, Journal of Environmental Management,Volume 352, 2024, 120053, ISSN 0301-4797, https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.120053.


文章链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301479724000392?via%3Dihub=


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