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Chemosphere:切换氧化还原条件对钙/铝复合封盖固定沉积物磷的影响:性能、生态安全性及机制

发表时间:2023-12-18 15:58


**作者:严谨

通讯作者:张胜花

通讯单位:中南民族大学

期刊:Chemosphere

DOI:10.1016/j.chemosphere.2023.140294


摘要:

目前诸多学者在研究湖泊恢复过程中,使用了多种材料来固定磷,以减少对富营养化的影响。钙铝复合材料(CAC)具有较好的磷吸附能力,然而,在不同氧化还原条件下,铝结合P (Al -P)为主的沉积物中,其性能、生态安全性和P钝化机制的综合研究仍不完整。在本研究中,未水洗CAC (UCAC)和水洗CAC (WCAC)均表现出良好的P吸附性能,在pH为8.5时,UCAC对P的**吸附容量(Qmax)达到206.8 mg/g。无覆盖的沉积物上覆水体SRP和TP表现出由好氧-厌氧-再好氧阶段依次减少-增加-减少的趋势。相比之下,两种CACs覆盖沉积物的SRP和TP保持较低水平。在溶解氧(DO)水平的连续变化过程中,无覆盖沉积物中磷形态也发生了显著变化。其中,铁结合P (Fe-P)和Al-P在厌氧阶段显著减少,释放的P在再好氧阶段被重新吸附,形成Fe-P。CACs覆盖促进了Fe-P向残渣P (Res-P)的转化,在表层沉积物中形成一层较厚的静态层,从而显著抑制了沉积物P的释放。此外,CACs覆盖不会引起沉积物中Al3+的淋溶和微生物群落的显著变化,其固定P的性能可以保持稳定,抵抗氧化还原条件变化,有望成为修复富营养化湖泊沉积物中P的良好选择。该研究还证实,从Al/Fe-P(主要是Al-P)为主的沉积物中释放P的风险受到持续变化的氧化还原条件的强烈影响,并且该风险可能会因为释放的P重新被吸收形成Fe-P而增强。


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摘要图


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厌氧条件下SWI无覆盖沉积物组(A)、UCAC覆盖沉积物组(B)和WCAC覆盖沉积物组(C) 的DGT-有效态P浓度。


Jin Yan, Laiyan Wu, Fengrui Zhang, Yanmin Cao, Gaboury Benoit, Shenghua Zhang, Effects of switching redox conditions on sediment phosphorus immobilization by calcium/aluminum composite capping: Performance, ecological safety and mechanisms, Chemosphere, Volume 343, 2023, 140294, ISSN 0045-6535,   https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.140294.


文章链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S004565352302564X?via%3Dihub


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