薄膜擴(kuò)散梯度（DGT）技術(shù)如何應(yīng)用在沉積物-水系統(tǒng)中磷研究中？

本次分享一篇由上海海洋大學(xué)林建偉團(tuán)隊(duì)在《Journal of Environmental Sciences》上發(fā)表的一篇學(xué)術(shù)論文：Immobilization of phosphorus in sediment-water system by hydrous iron oxide and hydrous iron oxide/calcite mixture under feed input condition。這篇文章主要研究了在投料條件下，使用水合氧化鐵（ HFO）和水合氧化鐵/碳酸鈣混合物來固定沉積物-水系統(tǒng)中的磷（P）的效率和機(jī)制。研究考察了HFO和HFO/calcite混合物的直接添加對上層水（OW）中的可溶性反應(yīng)性磷（ RSP）和沉積物中擴(kuò)散梯度在薄膜-不穩(wěn)定磷（P_DGT）的濃度的影響，以及這些添加方式對沉積物中細(xì)菌群落多樣性、組成和功能的影響。

直接添加HFO和HFO/碳酸鈣混合物可以有效降低OW中可溶性反應(yīng)性磷（RSP）和薄膜擴(kuò)散梯度-不穩(wěn)定磷（P_DGT）的濃度，并使上層沉積物中的P_DGT失活。直接添加HFO和HFO/碳酸鈣混合物對RSP的去除效率分別為48.9-97.0%和42.4-95.4%。從一次性添加改為多次直接添加有利于HFO和HFO/碳酸鈣混合物在長期飼料輸入條件下固定OW中的RSP和上層沉積物中的P_DGT。透水織物包裹降低了HFO和HFO/碳酸鈣混合物對OW中RSP的失活效率，但它使得這些材料的回收成為可能。大多數(shù)由HFO和HFO/碳酸鈣混合物固定的磷相對或非常穩(wěn)定。添加HFO和HFO/碳酸鈣混合物后，表層沉積物中細(xì)菌群落的組成發(fā)生了變化。然而，經(jīng)過改良的沉積物中的細(xì)菌群落仍然可以發(fā)揮良好的生態(tài)功能。發(fā)現(xiàn)表明，HFO和HFO/碳酸鈣混合物是飼料輸入條件下OW中RSP和上層沉積物中P_DGT失活的有前景的磷固定材料。

在這篇文章中，薄膜擴(kuò)散梯度（DGT）技術(shù)被用來測量水體和沉積物系統(tǒng)中的不穩(wěn)定磷和鐵的濃度分布。薄膜擴(kuò)散梯度（DGT）技術(shù)是一種原位采樣技術(shù)，它能夠提供水體和沉積物中營養(yǎng)元素和重金屬的動態(tài)變化的高分辨率數(shù)據(jù)。這項(xiàng)技術(shù)通過將一種特殊的凝膠（如ZrO-Chelex樹脂）暴露于水體或沉積物中，利用擴(kuò)散和吸附的原理，捕捉和測量其中的溶解性物質(zhì)。