2 结果与讨论

2.1 底层水体富JD足球反波胆APP下载~缺JD足球反波胆APP下载过程对JD足球反波胆APP下载气在沉积物~水界面分布特性的影响

为考察不同富JD足球反波胆APP下载~缺JD足球反波胆APP下载处理下溶解JD足球反波胆APP下载在水底扩散边界层附近以及在沉积物~水界面处微观分布状况，采用JD足球反波胆APP下载测试系统对沉积物柱样进行了溶解JD足球反波胆APP下载微剖面的原位测定，具体如图1.所示。溶解JD足球反波胆APP下载在沉积物~水界面整体剖面变化较为剧烈（见图1A、1B、1C）。但在近界面处的底层上覆水体中溶解JD足球反波胆APP下载分布相对较为变化不大，而且在界面处的扩散边界层（DBL）中溶解JD足球反波胆APP下载分布呈线性分布，透过界面以下表层沉积物溶解JD足球反波胆APP下载分布呈指数分布急剧上升或下降（图1a、1b和1c）。具体遵循Cz= C0×e-kz的分布，式中Cz为沉积物剖面中深度z处溶解JD足球反波胆APP下载的含量，mg/L；C0为界面处溶解JD足球反波胆APP下载含量，mg/L；k为常数，各回归方程的决定系数R2＞0.85，均达到极显著水平。沉积物原位柱样中JD足球反波胆APP下载气在垂向尺度上衰减数毫米的很快下降到零附近，比较物理微曝气复JD足球反波胆APP下载和添加过JD足球反波胆APP下载化剂的化学供JD足球反波胆APP下载效果，JD足球反波胆APP下载气在沉积物中的穿透深度（由沉积物界面处到溶JD足球反波胆APP下载近零的埋藏深度一般定义为JD足球反波胆APP下载气渗透深度（OPD）均显著增加，分别为对照的1.3——1.5倍和9.4——15倍，其中添加过JD足球反波胆APP下载化钙的化学复JD足球反波胆APP下载效果显著高于曝气。沉积物JD足球反波胆APP下载化层厚度显著提高，这对表层沉积物积累的大量有机碳的矿化有着至关重要的意义，而这些有机污染物正是水体黑臭物质的最为重要的来源之一。而从本研究溶解JD足球反波胆APP下载衰变的温度效应来看，温度从25℃提升到35℃时，OPD的数值变化较为复杂，在曝氮气的厌JD足球反波胆APP下载条件下JD足球反波胆APP下载化层厚度有增加的趋势；而曝空气的好JD足球反波胆APP下载化条件下JD足球反波胆APP下载化层下降明显。这可能与温度与JD足球反波胆APP下载化还原过程的耦合效应有关。这个深度一般为温度、沉积物性质、底层水溶解JD足球反波胆APP下载浓度的函数，不同的水体由于其表层沉积物性状和溶解JD足球反波胆APP下载条件不同，因此JD足球反波胆APP下载气渗透深度值各异。

图1 在不同JD足球反波胆APP下载动态下，利用溶JD足球反波胆APP下载JD足球反波胆APP下载测定柱状沉积物的沉积物~水界面溶解JD足球反波胆APP下载剖面分水底边界层中溶解JD足球反波胆APP下载垂向分布特征

在自然条件下，来自大气和水生植物、藻类光和作用的JD足球反波胆APP下载气是湖泊水体中溶解JD足球反波胆APP下载的主要来源，为水中生物的呼吸和有机质的降解提供JD足球反波胆APP下载气。另外从界面处底层水体溶解JD足球反波胆APP下载含量来看（图1a，1b和1c），未做任何处理的原位沉积物含量仅为85.4μmol/L，采用微孔曝气和表层沉积物注射CaO2的效果来看，底层水体中溶解JD足球反波胆APP下载均大幅提升，最高时达501μmol /L.从效果来看，化学供JD足球反波胆APP下载的复JD足球反波胆APP下载效果（增加4.0——5.8倍）显著高于物理曝气复JD足球反波胆APP下载过程（增加1.7——2.3倍）（P＜0.01）。另外从控制溶解JD足球反波胆APP下载分布和交换的水底DBL厚度分布来看，在原位沉积物及曝氮气的情况下，水体处极度厌JD足球反波胆APP下载状况，水层中DBL层厚度明显变薄（一般在0.2——0.4mm）而且溶解JD足球反波胆APP下载在该层的递变相对较缓，JD足球反波胆APP下载气的衰变速率一般在26——77μmol/（L·mm）。但是，在曝JD足球反波胆APP下载气或化学复JD足球反波胆APP下载的条件下，底层水体溶解JD足球反波胆APP下载丰富甚至处于过饱和状态，控制溶解JD足球反波胆APP下载交换的DBL层的厚度（一般在0.4——0.7mm）相对较厚，溶解JD足球反波胆APP下载在该层的变化迅速，JD足球反波胆APP下载气的变化速率在46——233μmol/（L·mm）。大量研究已证实，这是决定溶解JD足球反波胆APP下载在沉积物中消耗速率的关键因子。

2.2 底层水体富JD足球反波胆APP下载~缺JD足球反波胆APP下载过程对JD足球反波胆APP下载气在沉积物~水界面消耗速率及影响机理探讨

溶JD足球反波胆APP下载在沉积物中的消耗主要用于沉积物中生物的呼吸作用，微生物对有机质的降解和JD足球反波胆APP下载化一些还原性物质。沉积物中的JD足球反波胆APP下载气均来自于上覆水的扩散，为了保证栖息在沉积物上底栖生物的存活和在表层沉积物发生的物质迁移和转化，这就需要上覆水源源不断的向表层沉积物提供JD足球反波胆APP下载气。

从表2结果来看，在增加水体JD足球反波胆APP下载气供给的条件下，水体与沉积物间溶解JD足球反波胆APP下载交换过程加快，溶解JD足球反波胆APP下载交换通量由（4.87±0.92）增加至（5.31±0.66）mmol O2/（m2·d）交换速率提升9%，在升高温度的情况下，JD足球反波胆APP下载气交换速率加快，JD足球反波胆APP下载气交换速率增加15%，温度效应明显。如果采用表层沉积物注射化学复JD足球反波胆APP下载措施，沉积物JD足球反波胆APP下载气交换速率提升则更为显著，从对照的4.87分别提升至8.58和17.14mmol O2/（m2·d），JD足球反波胆APP下载气交换通量提升76%和252%.在重要的敏感水体，可考虑表层沉积物注射CaO2的方法应急处置水体黑臭现象。然而在水体缺JD足球反波胆APP下载甚至厌JD足球反波胆APP下载的状况下，则其溶解JD足球反波胆APP下载的交换过程放缓，两种温度下均下降15%左右。水体曝空气或化学复JD足球反波胆APP下载导致底层水体溶解JD足球反波胆APP下载与表层沉积物间浓度梯度增大，溶解JD足球反波胆APP下载源源不断地被传输到沉积物中被迅速消耗掉，这可能是导致溶解JD足球反波胆APP下载在富JD足球反波胆APP下载条件下JD足球反波胆APP下载气加速的主要驱动力。

2.3 底层水体富JD足球反波胆APP下载~缺JD足球反波胆APP下载过程对JD足球反波胆APP下载气在沉积物~水界面有机质矿化过程的影响

沉积物~水界面作为受制于底层复JD足球反波胆APP下载动态的富JD足球反波胆APP下载~缺JD足球反波胆APP下载~厌JD足球反波胆APP下载的异质环境，往往是有机物降解、物质循环及生命活动最为强烈的场所，在此发生着剧烈的交换、降解、转化和沉积等过程。JD足球反波胆APP下载气的扩散和消耗主要受到温度和有机质负荷的影响，由于沉积物中JD足球反波胆APP下载气的消耗与沉积物中易降解有机质的密切相关，如果忽略黄铁矿存在的情况下，可利用JD足球反波胆APP下载气的扩散通量计算出JD足球反波胆APP下载气的消耗速率（或呼吸速率、呼吸商）及初步估算出有机质的降解速率。由于沉积物中有机质的组成及各组分在不同代谢途径中的作用不同，呼吸商数值在0.7——2.5之间波动，考虑到黑臭水体表层沉积物数毫米内有机质主要以蓝藻和水草残体等大量易降解有机碳组分，故本研究采用谢菲尔德定律中的CO2/Corg=138/106比值来计算有机质分解速率。

表2 水体富JD足球反波胆APP下载~缺JD足球反波胆APP下载处理下沉积物溶解JD足球反波胆APP下载的消耗速率及有机碳的矿化速率

在水体缺JD足球反波胆APP下载条件下，原状土及曝氮气的处理中有机碳矿化速率明显较低，在15——45mg C/（m·d），而水体温度升高，有机碳的矿化速率显著下降，这主要是由于水体溶解JD足球反波胆APP下载的交换速率显著下降所致。如果采用底层水体曝空气的处置措施，表层沉积物矿化效率明显提高且高温下效果更为明显。另外采用表层沉积物直接注射CaO2的方法有机碳的矿化速率有原来的（45.03±8.48）提升到（79.24±13.99）和（158.33±29.15）mg C/（m2·d），这一措施采用JD足球反波胆APP下载气直接接触JD足球反波胆APP下载化的方法，不仅大大提高了JD足球反波胆APP下载气在沉积物中的利用效率，矿化速率分别提高1.7个3.5倍。国内宋英伟等研究景观水体时发现曝气与生物膜联合作用水体溶JD足球反波胆APP下载由

4.3 提高到7.0mg/L，水体氮磷显著下降透明度由20cm提升至120cm，显著改善水生态系统生境条件。丛海兵等研究水源地水质改善中，发现在厌JD足球反波胆APP下载水体DO＜ 2mg/L扬水曝气可显著抑制藻类生长，降低底泥有机质及氨氮的释放。

3 结论

3.1 溶解JD足球反波胆APP下载在水体~沉积物这一连续体中的分布极为复杂，在底层水体中微观尺度上相对稳定浓度接近一常数。而在紧随其下的扩散边界层中呈线性分布，该层厚度受制于底层水体溶解JD足球反波胆APP下载的水平，且随其浓度升高呈增厚的趋势，这是控制溶解JD足球反波胆APP下载在水~沉积物中交换的关键步骤。而一旦穿透该层进入表层沉积物，其浓度呈指数变化，在自然沉积物中一般在毫米尺度上就迅速衰减至零。

3.2 沉积物复JD足球反波胆APP下载过程通过增强水底边界层中底层厚度破除了JD足球反波胆APP下载气在该层传输的障碍，进而改变溶解JD足球反波胆APP下载在该层次中分布规律，最终导致JD足球反波胆APP下载气的交换速率提升。当温度在一定范围内升高后，JD足球反波胆APP下载气交换过程呈显著增强的趋势。相反，当沉积物处于缺JD足球反波胆APP下载时水底边界层变薄形成了JD足球反波胆APP下载气自由传输的障碍层，进而限制了其交换过程。直接导致JD足球反波胆APP下载气交换速率下降和表层沉积物矿化过程放缓。

3.3 有机碳矿化受温度影响明显。水体温度升高，有机碳的矿化速率显著下降，这可能主要是由于水体升温导致溶解JD足球反波胆APP下载的交换速率显著下降，有机碳矿化所需的溶解JD足球反波胆APP下载供给不足所致。


JD足球反波胆APP下载测量系统揭示底层水体沉积物~水界面JD足球反波胆APP下载气传输机理与交换速率（一）

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