复杂潮汐河网区域沉积物耗氧特性及其分异特征

溶解氧（DO）是表征河流、海洋等水体中溶解氧水平的指标，在调控生物地球化学过程中具有重要作用。当DO < 3 mg/L时，水体将出现缺氧现象（Anderson和Taylor，2001；C.-C. Chen等，2007；Dai MH、Zhai WD、Yuan LY和Tang TT，2006）。自1955年以来（S., M, & H., 1955），低DO问题在全球范围内逐渐受到关注，且在珠江流域（G. Li等，2018；X. Li等，2020）、切萨皮克湾（Dauer等，1992）和长江（Chi等，2017；Luo等，2018；Zhu等，2011）中频繁被报道。内陆河网和河口区域也存在缺氧现象（G. Li等，2018；X. Li等，2020；G. Liu、He和Cai，2020）。

缺氧涉及多个反应阶段和复杂的影响因素，其中沉积物耗氧（SOD）在这些反应中起重要作用（Diaz和Rosenberg，2008）。SOD指沉积物中有机质（OM）分解导致水体中DO被消耗的速率（Hatcher，1986），其范围通常在0.15 g O₂/m²/天至6.98 g O₂/m²/天之间（MacPherson等，2007；Mathias和Barica，1980；Todd等，2009）。

以往研究已测定了内陆河流和流域的SOD水平，但这些研究局限于测量内陆河流或黑臭水体中沉积物对覆水的总耗氧速率（G.-H. Chen等，1999；Clavero等，2000；MacPherson等，2007；Todd等，2009）。此外，很少有研究考虑沉积物中不同组分对覆水的耗氧作用，并对SOD进行深入的分层测定，导致沉积物耗氧的具体机制和影响因素仍不明确。

薄膜扩散梯度技术（DGT）可通过研究目标污染物在扩散层中的扩散梯度，确定污染物在沉积物、水体等环境介质中的扩散通量及有效形态和含量（Davison和Zhang，1994）。DGT已应用于多个领域，包括金属阳离子测定（H. Zhang和Davison，1995）、营养盐分析（Ding等，2013）、有机化合物检测（C.-E. Chen等，2013）和稀土元素研究（Garmo等，2003），还可确定自然界中金属的生物有效性。与传统测量方法相比，DGT能更准确地模拟沉积物中的动态反应过程（Degryse等，2009；Nolan等，2005；H. Zhang等，2001）。

因此，本研究利用DGT评估沉积物-水界面的交换通量及沉积物中的营养盐，通过探究河网中不同沉积物组分的DO消耗速率，以深入理解其内在机制。研究结果为明确潮汐作用对SOD时空分布的影响提供了方法启示，并为未来沉积物污染控制指明了方向。

服务对象 ：暨南大学
发表时间： 2024 年 3 月
发表期刊： Journal of Environmental Management
文章链接： https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.120352