本次分享一篇由芬兰赫尔辛基大学研究团队在《Science of The Total Environment》上发表的一篇学术论文Spatio-temporal variations in sediment phosphorus dynamics in a large shallow lake: Mechanisms and impacts of redox-related internal phosphorus loading。本文研究了大型浅水湖泊中沉积物磷(P)动态的时空变化,重点探讨了氧化还原相关沉积物磷释放的机制及其对内源磷负荷的影响。研究以芬兰和爱沙尼亚边界的大型浅水湖泊Peipsi湖为研究对象,通过分析沉积物中不同形态磷的季节和年际变化,以及与水质变量的关系,来验证沉积物表面缺氧对内源磷负荷和水质变化的解释作用。
沉积物表面缺氧随夏季水温升高而加剧,与水柱中总磷(TP)浓度的增加有关。
沉积物中铁(Fe)结合态磷(Fe-P)与核磁共振(NMR)分析中的正磷酸盐(Ortho-P)浓度显著正相关,表明Fe-P对磷释放有贡献。
有机质似乎通过支持铁结合态磷的还原溶解来支持氧化还原相关的沉积物磷释放,而不是直接贡献磷释放。
湖泊的地貌和水文条件可能掩盖了沉积物变量和磷释放率之间的关系。
沉积物磷释放的重要性反映在沉积物表面缺氧预测值(AApred)与Secchi深度透明度、叶绿素a浓度以及浮游植物和蓝藻生物量之间的显著关系。
使用微电极(参考电极Ag/AgCl)测量沉积物的氧化还原电位,以了解沉积物表面在不同季节的氧化还原状态。
沉积物氧化还原电位的测量是在实验室内,在原位温度下直接在采样管中进行的,这有助于评估沉积物表面在夏季是否发生缺氧现象。
通过测量沉积物孔隙水中的溶解氧(DO)、pH和氧化还原电位,研究了沉积物-水界面处磷的循环。
智感环境是国内为数较少能够实现微电极系统开发和商业化推广的公司,并创新性地推出了微电极多通道分析系统,可以同步高分辨率检测pH、DO、Eh、H2S等多种指标实现了我国在该技术领域的弯道超车。Easysensor微电极的设计特殊,它的穿刺能力可深入水体、生物膜、颗粒污泥、植物的根茎叶以及液体与固体的扩散边界层,为微生态和微区研究提供了强有力的工具。这款微电极的末端细至微米级别,在不破坏被测对象结构和生理活性的前提下,快速刺入样品内部,实现对微环境的精确测量。