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摘要
目的
溫度升高可促進(jìn)黑臭沉積物中磷的移動(dòng)。一般認(rèn)為溫度誘導(dǎo)沉積物中p的釋放主要受鐵還原控制，而硫酸鹽還原的作用往往被忽視。本文研究了在黑臭沉積物中，硫酸鹽還原對(duì)有機(jī)磷和無(wú)機(jī)磷釋放的影響及其機(jī)理。
材料與方法
2021年1月，利用重力采樣器在典型的黑臭河流南京忠字河采集了9個(gè)沉積物柱樣。所有樣品運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室后，將3個(gè)沉積物巖心放入3個(gè)不同的槽中培養(yǎng)，通過(guò)循環(huán)水水槽將槽內(nèi)水溫控制在5℃、15℃、25℃。培養(yǎng)15d后，結(jié)合薄膜擴(kuò)散梯度(dgt)、高分辨率孔隙水?dāng)U散平衡(hr-peeper)、p序列提取和16s rrna擴(kuò)增子測(cè)序技術(shù)，研究溫度變化與硫酸鹽還原速率變化和p遷移的關(guān)系。
結(jié)果與討論
結(jié)果表明，溫度從5℃升高到25℃，孔隙水中活性硫化物(s(-ii))和可溶性活性磷(srp)的濃度及其垂直分布趨勢(shì)呈顯著正相關(guān)（r≥0.45，p≤0.05）。同時(shí)，沉積物中有機(jī)磷（op）和鐵結(jié)合磷（fe-p）的減少幅度最大。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，硫酸鹽還原菌（srb）的相對(duì)豐度從4.35%上升到5.43%，而鐵還原菌（irb）的相對(duì)豐度從4.99%下降到3.68%，可能時(shí)srb抑制了irb的生長(zhǎng)，微生物硫酸鹽還原（msr）成為op成礦的主要途徑。雖然irb的生長(zhǎng)受到抑制，但沉積物中fe-p和fe(iii)氧化物含量明顯降低，表明發(fā)生了化學(xué)鐵還原（cir）。
（a）黑臭河沉積物孔隙水中可溶性s(-ii)的二維垂向空間變化；（b,c,d）不同溫度下，srp、fe(ii)和s(-ii)濃度的一維垂向變化。
不同溫度下，黑臭沉積物孔隙水中srp、s(-ii)和fe(ii)的相關(guān)性分析。
黑河沉積物中磷各組分隨溫度升高的變化規(guī)律
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結(jié)論
溫度升高促進(jìn)了黑臭沉積物中srb的繁殖，抑制了irb的生長(zhǎng)，這不僅使msr成為op礦化的主要途徑，而且改變了鐵還原的主要途徑，使微生物鐵還原（mir）被s（-ii）誘導(dǎo)的cir所取代，導(dǎo)致黑臭沉積物中磷的高移動(dòng)性。