富营养化湖泊中硫酸盐对蓝藻衰亡产甲烷过程的影响

作     者：周川乔 彭宇 邓杨 吕成旭 朋毛羊藏 张思远 许晓光 王瑜 张利民 王国祥 Zhou Chuanqiao;Peng Yu;Deng Yang;Lv Chengxu;Peng Maoyangzang;Zhang Siyuan;Xu Xiaoguang;Wang Yu;Zhang Limin;Wang Guoxiang

作者机构：南京师范大学环境学院南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心江苏省水土环境生态修复工程实验室江苏省环境演变与生态建设重点实验室南京210023 

出 版 物：《湖泊科学》 (Journal of Lake Sciences)

年 卷 期：2021年第33卷第6期

页      面：1639-1649页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家水体污染控制与治理科技重大专项(2017ZX07203-003) 国家自然科学基金项目(42077294,41703105,41877336)联合资助 

主　　题：富营养化湖泊 蓝藻 甲烷 硫酸盐 还原性硫化物 太湖 

摘      要：随着外源性硫酸盐(SO42-)的持续性输入,富营养化湖泊水体的SO42-浓度持续升高.野外长期监测结果表明,近几十年太湖水体的SO42-浓度逐渐升高,达到了96 mg/L的水平.此外,富营养化湖泊中蓝藻水华衰亡会产生并释放大量的甲烷(CH4),湖泊水体的SO42-浓度升高是否会对沉积物产CH4过程造成影响仍缺乏相关研究.本实验构建了蓝藻水体沉积物微宇宙系统,通过添加30、60、90、120和150 mg/L五组浓度的硫酸盐,探究不同SO42-浓度下蓝藻衰亡过程中水体的SO42-、还原性硫化物(∑S2-)和CH4的变化规律.结果表明,蓝藻聚积衰亡的第6~9天硫酸盐还原作用最为强烈,此时水体中的SO42-浓度快速下降到最低值,依次为7.65、8.87、21.21、41.14和56.54 mg/L.伴随着硫酸盐还原过程的进行,水柱中∑S2-的浓度不断上升,并达到最高值,依次为4.77、6.98、7.49、7.49和7.43 mg/L.蓝藻聚积衰亡的第10~21天水体中的SO42-浓度维持在较低水平,∑S2-浓度逐渐下降,并趋近于0.培养开始时,CH4增长缓慢,SO42-浓度下降之后,CH4浓度逐渐上升,并在第6~9天迅速上升,培养结束时,CH4的最终浓度随着水体初始SO42-浓度的增加而降低,依次为546.39、207.24、79.61、37.25和5.56μmol/L,CH4的浓度与初始水体SO42-浓度呈指数型负相关关系.因此,对于精准评估富营养化湖泊的产甲烷过程,需要考虑不断上升的SO42-浓度所带来的影响.