本次分享一篇由中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所尹洪斌研究團(tuán)隊(duì)在《Journal of Cleaner Production》上發(fā)表的一篇學(xué)術(shù)論文Combination of aquatic plant with phosphorus inactivation material to overcome high internal P loading in eutrophic urban lakes。本文的主要內(nèi)容是研究一種新的方法，結(jié)合水生植物（Vallisneria spiralis）和鑭改性粘土（Lanthanum-Modified Clay, LMC）來控制富營養(yǎng)化城市湖泊中的高內(nèi)部磷負(fù)荷。研究發(fā)現(xiàn)，與單獨(dú)使用水生植物或LMC相比，這種組合方法能更有效地控制水柱和孔隙水中的磷濃度，并抑制沉積物中的磷釋放，且不受內(nèi)部磷水平的影響。

摘要：

水生植物通常被用來減少富營養(yǎng)化城市湖泊中的沉積物磷（P）釋放。然而，水生植物并不一定能夠有效控制高內(nèi)部沉積物磷負(fù)荷的城市湖泊中的磷釋放。為了確定一種有效的方法，將水生植物（如苦草）和鑭改性粘土（LMC）單獨(dú)或結(jié)合使用，以修復(fù)不同濃度的沉積物磷（低、中等、高和極---高水平）。我們的結(jié)果顯示，這種結(jié)合方法可以有效地控制水柱和孔隙水中的磷濃度，并抑制沉積物磷釋放，無論內(nèi)部磷水平如何。在低和中等內(nèi)部磷水平下，苦草單獨(dú)對孔隙水磷和磷通量有與結(jié)合方法相似的控制效果。然而，在高或極----高水平時(shí)，與結(jié)合處理相比，苦草處理的磷通量減少了51%。水生植物只能在低和中等水平上有效減少沉積物中的可移動(dòng)磷比例（6% - 7%）。相比之下，LMC在所有研究的沉積物磷水平上有效地減少了沉積物中的可移動(dòng)磷比例（13% - 21%），并同時(shí)增加了惰性磷分?jǐn)?shù)（鹽酸-磷）?；瘜W(xué)和生態(tài)方法的結(jié)合整合了所有優(yōu)勢，并能克服高沉積物內(nèi)部磷負(fù)荷的影響。這種新穎的修復(fù)方法在受嚴(yán)重內(nèi)源性磷污染影響的富營養(yǎng)化城市湖泊中有很高的應(yīng)用前景。

DGT、HR-Peeper技術(shù)應(yīng)用：

1. 薄膜擴(kuò)散梯度DGT技術(shù)：DGT是一種用于測量沉積物和土壤中活性磷（labile phosphorus）的原位、高分辨率成像技術(shù)。在本研究中，DGT技術(shù)被用來測量不同處理后沉積物中活性磷的二維分布圖。通過將DGT探頭插入沉積物中，可以測量沉積物中活性磷的濃度，進(jìn)而評估不同處理對沉積物磷釋放能力的影響。

2. 高分貝孔隙水采樣HR-Peeper技術(shù)：HR-Peeper是一種用于測量孔隙水（pore water）中溶解性反應(yīng)性磷（Soluble Reactive Phosphorus, SRP）和氨氮（NH₄⁺-N）濃度的裝置。該設(shè)備具有4毫米的分辨率，可以從孔隙水中采集體積為300微升的水樣，并利用微型光度法進(jìn)行分析。此外，HR-Peeper還用于測量沉積物-水界面（Sediment-Water Interface, SWI）處的SRP和NH₄⁺-N的擴(kuò)散通量，這是通過Fick擴(kuò)散定律計(jì)算得出的。

通過這兩種技術(shù)的應(yīng)用，研究人員能夠詳細(xì)評估不同處理方法對沉積物磷形態(tài)和磷釋放動(dòng)態(tài)的影響，從而為城市湖泊富營養(yǎng)化治理提供了科學(xué)依據(jù)。