藻源性黑水团环境效应Ⅲ:对水-沉积物界面处Fe-S-P循环的影响

藻源性黑水团环境效应Ⅲ:对水-沉积物界面处Fe-S-P循环的影响

刘国锋1,2,3,范成新2*,张 雷2,申秋实2,王兆德2,韩士群3**(1.中国水产科学研究院淡水渔业研究中心,江苏无锡 21408；2.中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室,江苏 南京 210008；3.江苏省农业科学院农业资源与环境研究所,江苏 南京 210014)

利用静态模拟实验装置研究了藻源性黑水团发生过程中沉积物表层上覆水和沉积物间隙水中 Fe-S-P的变化过程.结果表明:加入藻细胞后很快形成厌氧、还原环境,使得沉积物中Fe-S-P发生强烈的生物地球化学变化;实验第1d,表层上覆水中的Fe2+、SO42-、S2-含量高达4.993,242.0,387.57mg/L,为对照样柱中的1.8倍、2.2倍和18.8倍;在沉积物4cm处其浓度分别为8.5,40.0,65.3mg/L.随后,沉积物表层上覆水中 Fe2+、S2-含量表现出一个先快速增加、随后降低的趋势,其浓度分别在实验的第 3,2d达到最大值为 11.1,634.6mg/L. 沉积物中PO43--P浓度受Fe-P解析等具有滞后性,从实验的第2d后开始直至实验结束时表现为其含量持续增加,到实验结束时其浓度为39.450mg/L,为对照样柱中的242倍.上覆水和间隙水中Fe-S-P含量的变化,反映了藻华聚集形成的厌氧环境中发生了剧烈的生物地球化学反应,从而使得沉积物中形成的Fe2+、S2-和 PO43--P不断向上覆水体中扩散,对形成黑水团的水体生态系统的恢复造成阻碍和不良影响.

黑水团；水-沉积物界面；铁硫磷循环；环境效应

2007年无锡太湖南泉水厂和2008年太湖竺山湖发生的大面积藻源性黑水团现象[1]造成了严重的水危机事件[2].藻源性黑水团现象的发生,也使得……