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通过平面光极分析仪研究沉积物-水界面藻类分解过程中的富营养化机制

更新时间:2022-11-28   点击次数:473次

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水体富营养化已成为一个全球性的环境问题。研究不同藻类分解阶段对水-沉积物界面的溶解氧、pH、磷、硫、铁(DO-pH-P-S-Fe)的化学梯度和空间异质性,对于探究富营养化过程的潜在机制具有重要意义。

研究采用薄膜扩散梯度平面光极分析仪设备进行实验室模拟研究,观察微界面中上述指标的二维分布信息。藻的分解过程包括三个阶段:藻的积累、藻的生长和藻的衰变。

溶解氧(DO)和pH的变化贯穿整个剖面,其峰值(245.14 μmol L−1和10.7 μmol L−1)对应的叶绿素-a含量最高(600 mg m−3)和光合活性最高。上覆水体和上层沉积物(−20 mm)中P-S-Fe的分布主要受藻分解引起的DO和pH变化的影响,而深层沉积物中主要受微生物活动和其他化学过程的影响。P-S-Fe在藻类聚集过程中从藻类细胞和沉积物中向上覆水体释放,在藻类生长过程中向沉积物迁移,在藻类腐烂时在沉积物中储存,从而在上覆水体中形成“黑臭(FeS)"。本研究结果表明,在藻类聚集过程中应控制光照和pH值,以控制富营养化进程,在藻类大量聚集阶段,上覆水体和上层沉积物中P-S-Fe的去除效果较好,这将为蓝藻水华引起水体富营养化的环境可持续性提供新的指导。

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高分辨率测量系统。(A)DGT装置与CID法联用,用于有效态S和P测量;(B)PO技术和高光谱成像法联用同时测定的DO、pH和Fe。

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在蓝藻生长不同阶段的实物照片

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从藻类生长到分解的0-20天过程中,DO的二维空间变化

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从藻类生长到分解的0-20天过程中,pH的二维空间变化

本文技术(设备)支持:平面光极分析仪

适用介质:沉积物/土壤/植物根际等

测定指标:DO、pH、CO2等物理化学参数

详情链接:DO/pH/CO2高分辨实时监测设备:Easysensor®平面光极分析仪(PO)

● 功能特点:

   1 实时、快速地获取区域O2/pH/CO2的分布;

   2 设备与软件配套使用,可集成校准、获取图像、处理图像于一体;

   3 非侵入性成像测量,不破坏原生环境;

   4 配备1250w/2000w像素的CMOS相机,实现时间分辨率毫秒,空间分辨率亚毫米。

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