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WBS论文推荐┃一项高效的富营养化湖泊修复技术 精选

已有 3590 次阅读 2023-7-6 13:48 |系统分类:科研笔记

在富营养化沉积物修复过程中,应用DGT技术揭示了蛭石联合沉水植物的修复机理:

- 蛭石在促进微生物的繁殖中发挥着显著的作用

- 蛭石能抑制内源磷释放,并促进沉水植物有效吸收养分

- 蛭石可以促进沉水植物生长及不同形态磷之间的转化


当浅水湖泊的外源营养盐输入逐步得到控制后,内源营养盐释放引发水体富营养化成为了湖泊污染的主要原因。为修复受污染湖泊并维持其生态平衡,研究者们重点研究了生态环保型矿物基材料和沉水植物恢复技术,这些方法因有助于促进生态系统的长期恢复而广受青睐。

蛭石是一种具有独特结构的天然矿物材料,可以吸收氮、磷等营养物质及重金属等有害污染物,还能改善沉积物的物理结构。然而,蛭石联合沉水植物应用过程中对沉积物微环境的影响效应却鲜有研究。

为明晰该作用效应,研究者们开展实验探究了蛭石联合苦草和轮叶黑藻两种沉水植物对湖泊沉积物微环境和微生物群落结构的影响作用。


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蛭石与沉水植物协同效应的示意图(王柔)

图解:添加蛭石后,水体总磷含量(有机磷和无机磷的总和)和分布在沉积物表面的DGT-P含量均显著降低,尤其在 5%蛭石+苦草组和10%蛭石+苦草组

“我们发现,使用蛭石后,上覆水体中的总磷 (TP) 浓度降低了 63.29%–91.17%,”该研究的第一作者王柔分享道。“蛭石可能在控制不稳定态磷的释放和增强植物根部的养分吸收这两方面起到了积极作用。”

此外,与对照组相比,经过蛭石处理的沉积物中不稳定态硫的含量更低,这表明蛭石可以降低硫对沉水植物的毒性作用。

“在整个实验过程中,所有处理组的沉积物pH 值均保持中性。然而,蛭石处理组的氧化还原电位(ORP) 明显高于其他组,特别是在 3 至 6 厘米深的沉积物层中,”王柔补充道。“此外,蛭石的添加量还与沉积物 pH、ORP 和水中溶解氧 (DO) 呈正比。这些发现表明,蛭石多孔的结构增强了沉积物的渗透性,因而改善了氧气循环。”

此外,沉积物微生物分析表明,10%蛭石+苦草组和50%蛭石+轮叶黑藻组的微生物丰度分别是对照组的1.67倍和3.50倍。此外,酸杆菌门、变形菌门等有益菌的相对丰度显著增加,且增加比率与蛭石的添加比例呈正比,这意味着蛭石在促进有益微生物生长方面起到不可忽视的作用。

该团队的综合研究结果已发表在期刊Water Biology and Security上。

矿物基材料蛭石与沉水植物相结合的修复技术有效改善了水质和沉积物性质,这为该项技术在湖泊生态修复工程中的应用提供了理论参考依据。

“蛭石和沉水植物相结合的修复技术已被证明在改善浅水湖泊水质和控制沉积物内源污染等方面是有效的,我们的研究为该项技术在湖泊生态修复工程中的应用提供了理论参考。”共同通讯作者张义总结道。


文章信息

文章标题

Synergistic effect of vermiculite and submerged plants on lake sediments

研究团队

Rou Wang, Yunli Liu, Feng Luo, Guoliang Bai, 

Yadong Tang, Qingjun Fang, Jiying Zhu, 

Beining Li, Zisen Liu, Feng He, 

Qiaohong Zhou , Zhenbin Wu, Yi Zhang 

文章路径


https://doi.org/10.1016/j.watbs.2023.100181


图片

期刊及主编信息


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Water Biology and Security(简称WBS)创刊于2021年,是由中国科学院水生生物研究所主办,科爱合作的一本覆盖水生生物研究、水生态环境保护及水产养殖等领域的综合性开放获取型(OA)英文学术期刊。

期刊主编由中国科学院水生生物研究所桂建芳院士与美国俄勒冈州立大学前美国渔业协会主席Robert M. Hughes教授共同担任,中国科学院水生生物研究所缪炜研究员担任副主编,由来自中国、美国、巴西、法国、加拿大、韩国、墨西哥、澳大利亚、丹麦、意大利、葡萄牙、俄罗斯、英国、新西兰等14个国家的著名学术机构的74位专家学者担任编委。

WBS自建刊起三年内提供免费发表机会,所有文章将经过严格的同行评审,一经收录将发表在月活用户超过1700万的ScienceDirect平台,供领域内的学者、及全球读者免费阅读、下载及引用。


主编:桂建芳 院士

中国科学院水生生物研究所

主编:Robert M. Hughes

Oregon State University

副主编:缪炜 研究员

中国科学院水生生物研究所


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