高分辨孔隙水采样技术(HR-Peeper):湖泊沉积物中锑随温度升高的释放机制

随着季节变暖，湖泊沉积物中锑(Sb)的流动性增强。然而，Sb在沉积物中的迁移机制尚不清楚，特别是考虑到Sb与铁(Fe)、锰(Mn)和溶解有机物(DOM)之间的相互作用。本研究采用高分辨孔隙水采样技术(HR-Peeper)和多光谱技术同时研究了两种不同生态类型(藻和草)沉积物中Sb、Fe、Mn和DOM随温度升高的变化。研究发现，随着温度的升高，溶解态Sb迅速增加。富氧水体和表层沉积物中Fe/Mn氧化物将Sb(III)氧化为Sb(V)是孔隙水中Sb浓度升高的原因之一。此外，利用激发发射矩阵和平行因子分析(EEM-PARAFAC)、同步荧光(SF)光谱、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和二维相关光谱(2D-COS)分析发现，与DOM的络合作用是沉积物中Sb浓度增加的另一个原因。Sb与色氨酸样成分的分布规律相似，且具有显著的相关性。荧光滴定实验进一步表明，Sb在芳香C-H (660 cm⁻¹)、醇C-O (1115 cm⁻¹)、烯烃c双键dc (1615 cm⁻¹)和羧酸OH (3390 cm⁻¹)基团中与色氨酸类组分结合更稳定。藻类区色氨酸样组分的结合力高于大型水生植被色氨酸样组分。该研究可有效地促进对湖泊沉积物中Sb移动性的理解。