锑和其相关的化合物可诱导显著的毒性,会损害人的肝脏,心脏和神经系统,以及具有致癌性。沉积物中的锑形态在很大程度上受pH和氧化还原条件的控制。Mitsunobu等人表明,Sb(V)是主要的物种,在土壤-水界面中,pH=8时氧化还原电势(Eh)为360至-140 mV。


湖床的富营养化导致藻华的发生和降解所致的环境(例如pH值,缺氧-缺氧条件和微生物群落)可能会显著改变Sb在沉积物中的迁移率及其对水质的影响。但是该领域的研究很少,在富营养化湖泊环境中受藻华影响的锑的地球化学行为仍不清楚。


这项研究中,选择了太湖(中国)的富营养化海湾,并对沉积物中的锑迁移率及其对水质的影响进行了全年调查。分别使用HR-Peeper和ZrO-Chelex DGT对覆盖沉积物的水剖面中的可溶性Sb和不稳定Sb进行每月分析测试。进行了有氧-厌氧实验和藻华模拟实验,以建立起沉积物中Sb迁移的机理。研究结果表明Sb在沉积物中的迁移率和在地下水中引起的Sb污染取决于Sb(III)和Sb(V)之间的转换。在不同季节,通过检测沉积物孔隙水中的可溶性Sb(III)和Sb(V)进一步证明了这一点。沉积物中Sb迁移率的增加导致Sb释放到上覆水中,对水生生物构成潜在的重大健康风险。


微电极的应用:从Rhizon采样器从采样点采集三个沉积物岩心(三倍测量),水平插入深度小于SWI的10毫米。预先通过0.45μm硝酸纤维素膜过滤湖水。将装有Rhizon的沉积物岩心在25°C的水中浸泡2天。然后将核心在25°C下孵育24小时(对照处理)。然后在水中先充入O 2 176 h,然后充入N 2 376 h,以产生好氧和厌氧条件。大约1毫升的上覆水和孔隙水在对照,有氧和厌氧孵育过程中,每隔4小时收集一次。通过使用氧化还原微电极(Unisense,丹麦)测量三个温育期中沉积物剖面中Eh的垂直变化。

图1、好氧和厌氧处理条件下沉积物-水剖面Eh的垂直变化