铁剂投放对浅泥炭湖沉积物中磷的10 a动态变化影响研究

内源磷负荷是影响浅水湖泊水质的关键。添加铁盐可提高湖泊沉积物中磷的滞留率。然而，尽管铁盐对水体修复有重要作用，但关于铁对河湖沉积物地球化学影响的研究却很少。结合2010年荷兰特拉诺瓦（Terra Nova）富营养化浅泥炭湖中添加FeCl3（Fe的投放量为0.5～1.0 mol/m2）的案例，对影响磷滞留的因素及长期作用效果进行评估。结果表明：投放铁后，2 a 内，湖中的磷含量下降，但此后夏季磷的释放量加剧，表层水体磷浓度较投放前升高。对沉积物孔隙水与沉积物分析的结果表明：在沉积物顶部10 cm内，大部分投放的铁仍在与沉积物中70%的磷进行氧化还原循环反应。分级提取结果进一步表明：有机质对磷、铁的动态变化有重要影响；虽然Fe（Ⅲ）结合态磷含量的减少导致磷被释放到孔隙水中，但有机质将生成的Fe2+稳定地结合于固相中。通过培养试验对整段岩心进行研究，结果显示：在夏季短暂的低氧条件下，有机质导致铁富集，促使沉积物磷释放；在水體复氧过程中，磷无法与铁共沉淀，导致表层水体磷浓度逐渐增加。通过对浅泥炭湖进行的长期研究，突显了有机质对铁循环的重要影响，建议在制定铁改良剂投放计划时，着重考虑沉积物性质与成岩路径。