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

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和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。

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。

在蓝藻生长不同阶段的实物照片