《富營養湖泊沉積物微界面砷的高分辨遷移特徵與機制》是依託河海大學，由孫琴擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：富營養湖泊沉積物微界面砷的高分辨遷移特徵與機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：孫琴
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
水體砷（As）污染是全球關注的重大環境和健康問題。富營養湖泊底部頻繁缺氧、高pH等特徵環境和水體富磷極易造成沉積物As的釋放，可能是導致水體As含量季節性升高和超標的重要原因，迫切需要對沉積物As的跨界面遷移特徵與機制開展系統研究，準確獲取微界面As的遷移信息則是拓展該領域的關鍵。本項目擬以典型富營養湖泊太湖為研究對象，依託自主研發的薄膜擴散梯度（DGT）技術等原位、高分辨獲取沉積物剖面高移動性無機As的分布信息，揭示其微界面遷移的時空變化規律；利用微電極、X射線近邊吸收結構（XANES）、雷射剝蝕ICP-MS等研究界面微環境對As遷移的影響，識別高移動性As的來源與形態轉化途徑，結合模擬實驗，闡明沉積物微界面As遷移的主要受控機制。本項目的實施將為評價富營養湖泊沉積物As污染、揭示其污染成因提供科學依據。
結題摘要
項目的背景 水體As污染是全球關注的重大環境問題之一。富營養湖泊底部頻繁缺氧、高pH等特徵環境和水體富磷極易造成沉積物As的釋放，可能是導致水體As含量季節性升高和“超標”的重要原因，迫切需要對沉積物As的跨界面遷移特徵與機制開展系統研究，準確獲取微界面As的遷移信息則是拓展該領域的關鍵。 研究的主要內容 以典型富營養湖泊太湖為研究對象，研究的主要內容：（1）多元素的原位同步DGT技術研發；（2）沉積物界面微環境主要理化指標的時空變化;（3）沉積物微界面As的遷移特徵研究，以及其在太湖全湖的空間變化、以及典型湖區的晝夜和季節性變化規律研究；（4）沉積物As的化合物組成與結合形態研究；（5）沉積物微界面As遷移的主要受控因素研究。 取得的重要結果和關鍵數據 建立了多種元素原位同步獲取薄膜擴散梯度技術；當深層向表層（0—10mm）As的擴散通量＞1.7 pg cm-2 s-1或擴散路徑∆L＜41 mm，沉積物界面As存在向上腹水體明顯移動釋放的風險；通過DGT有效態As和Peeper-溶解態As等關鍵的原位檢測參數明確了水體富營養化P水平升高、pH升高、溫度升高、DO和Eh的降低以及藍藻的爆發增強沉積物As向上腹水體的釋放，而苦草和水絲蚓的適量投放可以緩解水體及底泥中As污染現象；通過六步連續分級提取沉積物不同垂直層次剖面，獲得太湖沉積物中As主要以鐵氧化物結合態存在,占42.4%；通過SG-Chelex DGT原位同步檢測技術揭示沉積物中存在As(III)先於Fe(II)釋放的現象，外界環境的變化會導致此現象消失；Rhizon原位技術和LA-ICP-MS檢測技術相結合，發現沉積物As的遷移釋放與Mn的相關性明顯強於Fe。 科學意義 為沉積物As的生物地球化學循環研究提供了關鍵的技術支撐；揭示了水體富營養化後，水體缺氧，pH升高和藍藻爆發促進了沉積物As的釋放，是水體As含量季節性升高和“超標”的重要原因；為沉積物As的釋放機理研究提供了新的方向指導。
