文献分享 | JCP：陆地和海洋边缘沉积物和胶体磷的转化受到农业和市政活动的排放
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文献分享
2022.12.23
陆地和海洋边缘沉积物和胶体磷的转化受到农业和市政活动的排放
题目：Transformation of sedimentary and colloidal phosphorus across the landsea margin received effluents from agricultural and municipal activities
杂志：Journal of Cleaner Production
文章简介
磷的转化、运输和释放高度受人为活动和复杂的生物化学相互作用的影响。有研究认为胶体态磷、吸附态磷对营养化的风险较低，因为他们会和铁铝离子结合生成氧化物进一步较低磷的生物利用度，然而实际上胶体态磷、吸附态磷容易受到氧化还原和pH波动的影响，从其与铁铝离子结合的氧化物中释放出来，导致富营养化。本研究的目的是研究胶体态磷、运河淤泥和海岸沉积物上磷形态和分布的动力学，确定磷在陆地-海洋边缘的转化和运输。基于磷和铁的光谱形态在分子水平上揭示了相关机制。将磷分为有机磷和无机磷，无机磷进一步分为不稳定磷、Fe(III)-P、Al-P、Ca-P、有机P、Fe(II)-P。研究区位于台湾的高美海岸湿地（持续受到农业影响和人类活动的影响），主要揭示了在耕地和沿海湿地之间的短暂运输过程中磷是如何转化和再分布的。
图1 采样点分布情况
图2 污泥和沉积物中各项环境指标
图3 磷的分布情况（XANES分析污泥与沉积物样品）
图4 同一采样点不同结合态磷的分布比例
图5 不同形态铁磷结合物的比例
主要结论
1、在农业土壤附近收集的运河淤泥中的磷含量以Fe(III)–P为主，占总磷含量的85.8%。随着采样点靠近海岸湿地，Fe(III)–P和有机P的比例下降，其中沉积P的存量由Ca–P和Al–P所补偿，而Fe(II)–P的比例不断增加至13.9%，是上游的11倍
2、虽然有机质的含量较低。但是文章假设了有机质的矿化作用对海陆界面的胶体磷转化有重大作用，有机胶体磷的分解不仅仅释放了磷，而且可能是Fe(III)和硫酸根离子还原的驱动力，这是因为胶体态FeS在近海方向大量出现。
3、Fe(III)在从淡水到盐水的过渡带中对胶体P的保留作用降低，磷的运输和再分配基本上收到Fe的氧化还原作用和输送的影响。
图6 磷在陆海边缘的运输和转化的示意图
借鉴意义
文章信息
Hsu L C, Tzou Y M, Liao W H, et al. Transformation of sedimentary and colloidal phosphorus across the land‒sea margin received effluents from agricultural and municipal activities[J]. Journal of Cleaner Production, 2022, 379: 134686.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.134686
分享人介绍
朱凯航 2020级硕士生
研究方向：分布式模型开发
邮箱：202021180019@mail.bnu.edu.cn
朱凯航 | 供稿
张宇涵 | 编辑
陈磊 | 审核
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陈磊
团队负责人
本公众号由北京师范大学面源污染团队运营，重点分享水利工程、环境科学与工程、生态工程、环境系统工程等领域的学术前沿、科普知识，特别是创建了科学家分享系列《失败集》和文献俱乐部；荣获2020年全国百强学术公众号。
团队负责人陈磊，教授，博士生导师，第五批中组部“万人计划”青年拔尖人才获得者，流域非点源污染过程学科团队负责人（2017-2020）。中国水利学会、中国环境科学学会水环境分会、国际水学会（IWA）、中国地理学会理事。主要从事流域非点源污染模拟与控制、水环境模拟与修复、海绵城市机理及设计、流域综合管理等领域研究，在非点源污染过程机理、核算模型和防控模式等方面取得多项关键突破。发表学术论文130余篇，其中在Water Research、Water Resources Research、Journal of Hydrology等权威期刊发表第一/通讯作者SCI检索论文64篇，出版学术专著3部，授权软著/专利10项，获省部级奖励3项。担任Journal of Hydrology等多个国际期刊副主编/客座主编，组织首届大江大河生态保护与修复研讨会、SWAT2016等重要会议，为30余个本领域顶级刊物提供审稿服务，取得了一定的国际影响力。
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