本次分享一篇由河海大学朱立琴在《Journal of Water Process Engineering》上发表的一篇学术论文"Effects of oxide layers in sediments on migration and transformation of iron, phosphorus and sulfur in a large-scale surface flow constructed wetland"。
以典型的地表流人工湿地盐龙湖为研究对象，采用薄膜扩散梯度技术(DGT)研究了氧化层对沉积物-水界面(SWI)铁、磷、硫迁移和释放的影响。结果表明，沉积物表面形成了一层可识别的氧化层，厚度在1 ~ 6 cm之间。一般情况下，氧化层中P(V)-DGT、Fe(II)-DGT和S(-II)-DGT的浓度较还原层明显降低。氧化层中Fe(II)、P(V)和S(-II)的释放通量分别下降91% ~ 102%、79% ~ 84%和153% ~ 269%，表明氧化层对沉积物中生物源元素的释放具有抑制作用。Fe(II)-DGT浓度与S(-II)-DGT浓度呈显著正相关，除密集植物外，Fe(II)和P(V)的耦合释放发生在氧化层。植物密度影响氧化层的厚度和性质，从而影响Fe(II)、P(V)和S(-II)的迁移转化行为和耦合机制。此外，Fe(II)、P(V)和S(-II)在还原层发生了耦合释放。然而，Fe - P释放也是沉积物中Fe(II)和P(V)释放的重要机制。因此，氧化层的形成在阻碍SWI生物源元素的释放通量方面起着关键作用，从而对维持湿地生态系统的稳态氧化还原环境和确保长期的水净化效果至关重要。
在本文中，DGT技术被应用于测量沉积物-水界面（SWI）中Fe(II)、P(V)和S(-II)的浓度和释放通量。具体应用如下：
样品收集与实验设置：通过在Yanlong湖的表面流人工湿地（SFCW）中设置采样点，并收集沉积物样本，利用DGT技术监测沉积物中的Fe(II)、P(V)和S(-II)的浓度。
微观实验：通过建立微观实验系统，使用DGT技术同步垂直监测可用的Fe(II)、P(V)和S(-II)的浓度，这些浓度分别被记录为Fe(II)-DGT、P(V)-DGT和S(-II)-DGT。
数据分析：通过DGT设备与沉积物接触一定时间后，利用特定的方程计算沉积物-水界面处Fe(II)-DGT、P(V)-DGT和S(-II)-DGT的浓度。
释放通量估算：使用DGT技术估算沉积物-水界面处Fe(II)、P(V)和S(-II)的释放通量，考虑了沉积物和上层水体不同吸收机制的DGT膜。
相关性分析：通过DGT技术获得的数据进行相关性分析，探讨了沉积物中Fe(II)、P(V)和S(-II)的浓度与沉积物理化性质（如Eh、pH和DO）之间的关系。
氧化层对释放通量的影响：研究了沉积物中氧化层的存在对Fe(II)、P(V)和S(-II)在沉积物-水界面处释放通量的影响。
沉积物中Fe、P和S的迁移、转化和耦合释放机制：利用DGT技术揭示了沉积物中铁、磷和硫的迁移、转化以及耦合释放机制。
智感环境团队拥有13年的DGT技术研发基础，目前已推出4大系列共30余种DGT产品，包括：双模式DGT、平板式单面DGT系列、平板式双面DGT系列、平板式高分辨DGT系列。
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