阿哈湖Fe-Mn沉积后再迁移的生物地球化学机理

第卷第期年月湖泊科学,阿哈湖、沉积后再迁移的生物地球化学机理‘万曦‘万国江黄荣贵普勇中国农业科学院土壤肥料研究所,北京中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室,贵阳。。提要贵州阿哈湖是一底层滞水带季节性缺氧的中型人工湖由于长期积累沉积物顶部微粒悬浮层出现了、富集湖底缺氧时,经生物氧化作用形成的“十、自沉积物向上覆水体扩散,水体十浓度增高比十滞后出现且超过前结束沉积物中硫酸盐还原作用一般在沉积物一水界面以下深度内进行,但在缺氧季节上移至沉积物顶部,并抑制了汁的释放还原态的氧化作用需分子氧参与缺氧导致的扩散迁移基于天然水体中存在聚集的生物效应,可寻求一条通过细菌凝聚作用来控制二次释放的途径关键词一沉积后迁移生物地球化学贵州阿哈湖湖泊沉积物一水界面物质循环过程中微生物活动具有重要意义表层沉积物中的大部分有机质经生物氧化作用被分解,形成还原性化合物、‘十、、、等湖水季节性、沉积后迁移便是沉积物一水界面氧化还原条件变化的结果〔’一‘〕贵州阿哈湖位于贵阳市西南郊,是一底层滞水带季节性缺氧的中型人工湖,兼具蓄水、供水和防洪功能该湖于年建坝修库,年竣工蓄水,年扩大蓄水面积,并开发为城市饮用水源湖区汇水面积,,湖水面积,,平均水深,最大水深·湖水容量义,水输送通量,,湖水寄宿时间。阿哈湖集水区域主要分布二迭系灰岩及煤系地层,其上发育硅铝质和硅铁质黄壤部分地区有三迭系碳酸盐类岩石及泥页岩出露,并发育着黑色、黄褐色石灰土湖周为疏林植被,灌木丛、灌草丛较多流域年均降水量,年均气温巧℃阿哈湖集水区域分布有中小煤矿余个,入湖河流每年纳入煤矿排出含、的大量酸性矿坑废水同时,煤研石堆淋溶液沿冲沟进入湖泊水体由于、在湖底的积累,近年来每年有个月左右的时间出现水体、浓度增高的水质恶化现象为认识阿哈湖水质变化机理,项目组于年月至年月在湖区不同点逐月采集分层水样,并于冬季年月和秋季年月利用沉积物一水界面采样装置采集沉积物柱芯和上覆界面水柱的样品圈沉积物孔隙水样品系在氮气中用离心法提取室内分析分别采用了水化学全分析、离子选择电极、离子色谱、元素分析、原子吸收光谱、比色和容量法国家自然科学基金资助项目编号‘收稿日期一一收到修改搞日期一一作者简介万曦,女,年生,助理研究员年毕业于沈阳药科大学微生物专业,年在瑞士客座研究主要从事环境微生物地球化学研究湖泊科学卷有关、在阿哈湖沉积物一水界面迁移的地球化学行为已作了较详细的讨论‘沁扭’二本文拟从生物地球化学角度对、的沉积后再迁移效应进行分析,并探讨控制、二次释放的生物地球化学途径,为改善水质提供理论依据十在沉积物扩散边界层中被抑制及溶解态,的迁移湖水、浓度的季节性变化图系年月至年月对湖水分层采样的分析结果该图反映了年水质变化周期中、浓度回落阶段及年月起的上升趋势由图可以看出深水湖区水体浓度在大部分时间内处于较低水平。,一月,下层水体的浓度呈增高趋势水体浓度与浓度的变化趋势相似,但下层水体浓度增高的起始时间晚于回落的时间早于增高的幅度也低于此现象反映出在沉积物一水界面的地球化学循环较剧烈一一一,’户一︸、任必声刀矛︸、一色迷关娜浪形蜕之仁‘二‘二三书盛不巴纽之月舀。几碑毖时间年,月厂,‘,时间年,月一‘一一月一刁⋯‘一,一只一·一一住一凡图阿哈湖坝前水体、浓度季节变化,水体物理化学条件的季节性变化湖水、浓度的季节性变化与水体物理化学背景条件的变化有关图显示一月湖体水温升高,水体、和‘卜浓度降低的情况一月湖体水温明显升高,上、下层水温之差近℃,并形成明显的温跃现象图、月湖水值较月份明显升高,月份起中下层水体出现碱度降低的趋势特别是、月,中层水体的酸化势头更加明显图,与水温和酸碱度变化相似,一月中下层水体溶解氧饱和百分比降至很低水平图一月水体一降低,特别是、月份上层水体‘卜浓度降低更明显图水体‘卜浓度降低既可能与雨季降水稀释作用有关,也可能是硫酸盐还原作用的结果暮万国江等阿哈湖水质影响评价中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室吴丰昌云贵高原湖泊沉积物一水界面氮、礴和硫的生物地球化学和生态环境效应中国科学院地球化学研究所博士论文,期万曦等阿哈湖、沉积后再迁移的生物地球化学机理一‘’价︵‘︶侧迷书牙娜彩蜕℃之姻户‘一度孟川曲占沮﹃、︵︶凡一艺⋯“’跳︸、︸侧送书娜浪彩转犷减二一‘﹄︸︸口﹂甘、﹂︸、沙月呀几﹂月。月一仁争月一月一一月一一图阿哈湖水体温度、、力及‘’一浓度垂直变化,,以〕。一、,十在沉积物一水界面迁移行为的差异在沉积物悬浮层及其以上界面水中,的固一液分配系数‘在秋季明显低于冬季,说明秋季湖底缺氧时十可能自沉积物向上覆水体扩散但其‘的增大趋势显示出“的界面循环受扩散边界层抑制闭在相同层位的凡值不仅秋季较冬季大幅度降低,而且还低于悬浮层以下沉积物的‘,说明自沉积物向上覆水体强烈释放图此外,关于沉积物水界面、