鐵劑投放對淺泥炭湖沉積物中磷的10 a動態變化影響研究

內源磷負荷是影響淺水湖泊水質的關鍵。添加鐵鹽可提高湖泊沉積物中磷的滯留率。然而，盡管鐵鹽對水體修復有重要作用，但關于鐵對河湖沉積物地球化學影響的研究卻很少。結合2010年荷蘭特拉諾瓦（Terra Nova）富營養化淺泥炭湖中添加FeCl3（Fe的投放量為0.5～1.0 mol/m2）的案例，對影響磷滯留的因素及長期作用效果進行評估。結果表明：投放鐵后，2 a 內，湖中的磷含量下降，但此后夏季磷的釋放量加劇，表層水體磷濃度較投放前升高。對沉積物孔隙水與沉積物分析的結果表明：在沉積物頂部10 cm內，大部分投放的鐵仍在與沉積物中70%的磷進行氧化還原循環反應。分級提取結果進一步表明：有機質對磷、鐵的動態變化有重要影響；雖然Fe（Ⅲ）結合態磷含量的減少導致磷被釋放到孔隙水中，但有機質將生成的Fe2+穩定地結合于固相中。通過培養試驗對整段巖心進行研究，結果顯示：在夏季短暫的低氧條件下，有機質導致鐵富集，促使沉積物磷釋放；在水體復氧過程中，磷無法與鐵共沉淀，導致表層水體磷濃度逐漸增加。通過對淺泥炭湖進行的長期研究，突顯了有機質對鐵循環的重要影響，建議在制定鐵改良劑投放計劃時，著重考慮沉積物性質與成巖路徑。