本次分享一篇由芬蘭赫爾辛基大學研究團隊在《Science of The Total Environment》上發(fā)表的一篇學術論文Spatio-temporal variations in sediment phosphorus dynamics in a large shallow lake: Mechanisms and impacts of redox-related internal phosphorus loading。本文研究了大型淺水湖泊中沉積物磷（P）動態(tài)的時空變化，重點探討了氧化還原相關沉積物磷釋放的機制及其對內(nèi)源磷負荷的影響。研究以芬蘭和愛沙尼亞邊界的大型淺水湖泊Peipsi湖為研究對象，通過分析沉積物中不同形態(tài)磷的季節(jié)和年際變化，以及與水質(zhì)變量的關系，來驗證沉積物表面缺氧對內(nèi)源磷負荷和水質(zhì)變化的解釋作用。

主要發(fā)現(xiàn)包括：

1. 沉積物表面缺氧隨夏季水溫升高而加劇，與水柱中總磷（TP）濃度的增加有關。

2. 沉積物中鐵（Fe）結合態(tài)磷（Fe-P）與核磁共振（NMR）分析中的正磷酸鹽（Ortho-P）濃度顯著正相關，表明Fe-P對磷釋放有貢獻。

3. 有機質(zhì)似乎通過支持鐵結合態(tài)磷的還原溶解來支持氧化還原相關的沉積物磷釋放，而不是直接貢獻磷釋放。

4. 湖泊的地貌和水文條件可能掩蓋了沉積物變量和磷釋放率之間的關系。

5. 沉積物磷釋放的重要性反映在沉積物表面缺氧預測值（AApred）與Secchi深度透明度、葉綠素a濃度以及浮游植物和藍藻生物量之間的顯著關系。

微電極在本文中的應用：

• 使用微電極（參考電極Ag/AgCl）測量沉積物的氧化還原電位，以了解沉積物表面在不同季節(jié)的氧化還原狀態(tài)。

• 沉積物氧化還原電位的測量是在實驗室內(nèi)，在原位溫度下直接在采樣管中進行的，這有助于評估沉積物表面在夏季是否發(fā)生缺氧現(xiàn)象。

• 通過測量沉積物孔隙水中的溶解氧（DO）、pH和氧化還原電位，研究了沉積物-水界面處磷的循環(huán)。

研究結果強調(diào)了在淺水湖泊管理中考慮內(nèi)源磷負荷的重要性，并指出沉積物表面缺氧和相關磷釋放對湖泊水質(zhì)有顯著影響。研究還表明，沉積物中鐵結合態(tài)磷的還原溶解是磷釋放的關鍵過程，而有機質(zhì)可能通過支持這一過程來間接促進磷釋放。此外，研究指出湖泊的地貌和水文條件可能會影響沉積物磷動態(tài)的空間分布，從而影響磷釋放機制。

智感環(huán)境是國內(nèi)為數(shù)較少能夠實現(xiàn)微電極系統(tǒng)開發(fā)和商業(yè)化推廣的公司，并創(chuàng)新性地推出了微電極多通道分析系統(tǒng)，可以同步高分辨率檢測pH、DO、Eh、H₂S等多種指標實現(xiàn)了我國在該技術領域的彎道超車。Easysensor微電極的設計特殊，它的穿刺能力可深入水體、生物膜、顆粒污泥、植物的根莖葉以及液體與固體的擴散邊界層，為微生態(tài)和微區(qū)研究提供了強有力的工具。這款微電極的末端細至微米級別，在不破壞被測對象結構和生理活性的前提下，快速刺入樣品內(nèi)部，實現(xiàn)對微環(huán)境的精確測量。