桉树叶浸泡对水库沉积物致黑元素分布特征及迁移转化研究

时间：2021-10-20 来源：

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文章题目：桉树叶浸泡对水库沉积物致黑元素分布特征及迁移转化研究

作者姓名：魏尧，李一平，朱雅，刘斯璇，黄亚男，王亚宁

作者单位： 河海大学环境学院，浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室，江苏 南京 210098

摘要：

  我国南方桉树种植区周边水库冬季水体泛黑现象频发，桉树砍伐残体（尤其是叶）浸出液中富含的溶解性有机碳（DOC）、单宁酸与铁、锰、硫化物等一系列反应是其主要致黑原因，然而目前可能致黑物质对水库泛黑的贡献程度和途径仍不清楚。为了模拟桉树叶浸泡对水库黑水形成的影响机制，研究选取夏季水体未泛黑期（水体热分层稳定）进行室内浸泡实验，测定每6 h上覆水体溶解氧（DO）、氧化还原电位（Eh）、透光度等理化性质指标，分析DGT有效态铁、锰、硫和DOC、单宁酸浓度分布规律及迁移转化特征，计算沉积物-水界面处Fe²⁺、Mn²⁺、S^2-表观扩散通量。结果表明：（1）桉树叶浸泡明显消耗水体中的DO，且显著影响水体Eh与透光度。此外，透光度与DO之间呈显著正相关（相关系数为0.618~0.978）。（2）桉树叶浸泡释放大量DOC和单宁酸，其中单宁酸浓度远超有氧马尾松组，其上覆水中平均浓度分别达到23.9 mg/L、26.0 mg/L和34.0 mg/L，说明桉树浸泡为黑水形成提供了重要的DOC和单宁酸来源。（3）桉树叶浸泡后上覆水和表层沉积物中DGT有效态Fe浓度均明显增加，深层沉积物中DGT有效态Fe浓度明显下降，且有氧桉树组表观扩散通量均为正值，说明深层沉积物中Fe向沉积物-水界面迁移，为黑水形成提供了重要的Fe³⁺来源。研究结果可为解决桉树人工林区水库水体突发性泛黑问题提供科学依据。