外源硫酸鹽對武漢墨水湖沉積物營養(yǎng)鹽和重金屬的作用.pdf

1、湖泊沉積物是水體污染物的源和匯，水體中污染物在外源輸入得到良好控制下，內(nèi)源釋放引起的水體富營養(yǎng)化和重金屬污染等問題日益突出。隨著酸沉降、酸性采礦廢水排放以及含硫酸鹽肥料的施用，湖泊水體硫酸鹽濃度劇增，硫酸鹽輸入對水體營養(yǎng)水平的作用與人類和生態(tài)健康密切相關。本研究以武漢墨水湖上覆水和沉積物為研究對象，輸入500 mg/L硫酸鹽，以不輸入硫酸鹽為對照，通過6周的室內(nèi)模擬實驗，研究外源硫酸鹽對沉積物氮磷和重金屬的影響以及硫酸鹽的歸趨，主要結論

2、如下:
　　 (1) SO42-的輸入改變了墨水湖上覆水和沉積物的理化性質，硫酸鹽還原過程產(chǎn)生了堿度，系統(tǒng)中pH顯著升高，Eh顯著降低。隨著沉積物深度增加，pH變化逐漸減小，Eh降低到最低值的時間縮短，整體上pH和Eh呈負相關。后期，硫酸鹽還原作用減緩，系統(tǒng)中各項變化趨于平穩(wěn)。
　　 (2) SO42-的輸入促進了硫酸鹽還原菌（Sulfate-Reducing Bacteria，SRB）的增殖和生長，SO42-被SRB還

3、原生成了H2S、S0、酸可揮發(fā)性硫化物(acid-volatile sulfide，AVS)和鉻還原硫(主要為FeS2)等中間價態(tài)的硫。整體上AVS呈逐漸下降的趨勢，S0和鉻還原硫則呈逐漸升高的趨勢。沉積物上層受到SO42-的影響尤為劇烈，實驗組AVS的降低值是對照組的1/2.76，S0和鉻還原硫的增加值分別是對照組的1.56和2.38倍。AVS和鉻還原硫皆呈負相關，且都達到了顯著或極顯著的水平。此外硫酸鹽還原過程中，消耗了由厭氧發(fā)酵等

4、途徑產(chǎn)生的乙酸等小分子酸。
　　 (3)硫酸鹽還原作用促進了沉積物中氮和磷的釋放。沉積物間隙水中氨氮的濃度隨沉積物深度的增加呈逐漸遞增的趨勢，可溶性磷(Soluble ReductivePhosphorus，SRP)的濃度隨時間呈先升高后降低的趨勢，其最大值是對照組的4.53倍。沉積物中磷的釋放量為上層＞中層＞下層。沉積物間隙水中SRP的濃度與沉積物中總磷和無機磷皆呈負相關，且沉積物上層都達到了極顯著水平。此外，水相中SRP與S

5、O42-的濃度也呈負相關，且上覆水和沉積物上層間隙水分別達到了顯著和極顯著水平。
　　 (4)硫酸鹽還原作用加強了有機質的分解，通過DET(Diffusive equilibrium inthin-films technique)/DGT(Diffusive gradients in thin-films technique)原位測定結果顯示SO42-輸入后促進了重金屬向水相釋放，其釋放量為Fe＞Mn＞Cu，沉積物中Fe、Mn、