采用物理改良措施覆沙和底質(zhì)疏松，對(duì)南四湖濕地沉積物~水微界面氧化還原狀況及間隙水營(yíng)養(yǎng)鹽垂向分布特征的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，改良措施能夠有效地改善沉積物的物理結(jié)構(gòu)及氧氣的垂向分布。在沉積物~水界面附近，覆沙和底質(zhì)疏松均能顯著提高界面處氧化層的厚度，覆沙效果最佳。隨著剖面深度的增加，間隙水中NH4+和可溶性PO43-濃度呈指數(shù)關(guān)系增長(zhǎng)，改良措施能有效降低間隙水中PO43-的含量，輕度底質(zhì)疏松的效果最佳，差異顯著（P＜0.05）。而界面以下NO3-和氧氣濃度呈指數(shù)關(guān)系下降，在沉積物中10cm以下時(shí)營(yíng)養(yǎng)鹽接近一個(gè)常數(shù)，在4mm以下溶解氧接近0.對(duì)剖面沉積物不同形態(tài)的磷組分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)表明，改良措施能有效提高表層沉積物中NH4Cl-P及BD-P（鐵磷）的含量。

南四湖是山東省重要水源地，為南水北調(diào)工程?hào)|線必經(jīng)通道。對(duì)湖泊水體來(lái)說(shuō)，沉積物猶如一個(gè)營(yíng)養(yǎng)貯存庫(kù)，湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化程度與底泥營(yíng)養(yǎng)物釋放有較為密切的聯(lián)系。有關(guān)通過(guò)沉積物改性來(lái)控制湖泊內(nèi)源污染的技術(shù)手段，主要包括污染底泥疏浚，吹填（用清潔表土覆蓋污染底泥）及添加化學(xué)試劑如鋁鹽和鈣鹽來(lái)固定磷酸鹽等。前兩者控制底泥營(yíng)養(yǎng)鹽釋放在一些湖泊治理中起到了一定的積極作用，但隨著時(shí)間的推移，良好的水質(zhì)狀態(tài)不能保持。而添加化學(xué)試劑成本高且易帶來(lái)對(duì)湖泊的二次污染。

作者采用原位間隙水采樣器技術(shù)（Peeper）及微氧電極技術(shù)來(lái)模擬研究物理改良措施對(duì)沉積物~水微界面沉積物氧化還原狀況及間隙水營(yíng)養(yǎng)鹽的影響，旨在探討通過(guò)底泥疏松、覆沙的物理改良措施，達(dá)到有效改善表層沉積物氧化還原狀況、孔隙度等，以較低成本有效控制內(nèi)源污染的目的，為今后該區(qū)植被的生長(zhǎng)和恢復(fù)創(chuàng)造條件。

1、材料與方法

1.1 Peeper結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

Peeper主體是由一系列小室組成，小室兩側(cè)覆蓋一層滲析膜，室內(nèi)預(yù)先封裝去離子水，利用滲析膜過(guò)濾的特性，使膜兩側(cè)水體（如去離子水和間隙水）中一些可溶離子和分子交換達(dá)到平衡。Peeper制作材料為有機(jī)玻璃，20個(gè)小室并行排列，間隔1cm,每一小室體積約為6.4ml,孔徑為0.45μm的滲析膜，具生物惰性，使用時(shí)用雙面夾板固定于采樣器主體板上。

1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)置

以南四湖新薛河入湖口原位柱狀沉積物為研究對(duì)象，采用室內(nèi)模擬在有機(jī)玻璃柱（φ170mm×350mm）中培養(yǎng)方法，在柱狀玻璃管中插入peeper來(lái)獲得沉積物間隙水溶液。實(shí)驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理：原狀土，覆沙（表層5cm沉積物和沙按照1:1體積拌勻），輕度基底疏松即劃耕（劃耕疏松深度20cm、間距5cm），重度基底疏松即翻耕（翻耕深度20cm），每種處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

1.3水土界面溶解氧的測(cè)定

水土界面氧氣的垂向分布采用溶氧微電極進(jìn)行（丹麥Unisense公司）測(cè)定。該微電極的有效測(cè)定區(qū)（sensing tip）小于20μm,涂有固態(tài)光敏熒光粉；在0——100%空氣飽和度水體中，氧氣濃度與光強(qiáng)呈線性關(guān)系；電極反應(yīng)時(shí)間小于1s;每次使用前，采用飽和空氣（100%氧氣）與加入Na2SO3的純凈水（0%氧氣）進(jìn)行兩點(diǎn)校準(zhǔn)。電極安裝在微電極操作器上，每秒下移電極0.037mm進(jìn)行連續(xù)測(cè)定，直至氧氣含量接近0.

1.4間隙水的采集與分析

將Peeper垂直插入底泥至預(yù)定深度。自Peeper投放時(shí)間計(jì)起，平衡30d,從泥中拔出Peeper,即刻用低壓水槍沖洗其單面所附泥塊，并用吸水紙吸干膜外部湖水，立即用移液槍穿孔抽取適量體積間隙水裝入具塞小瓶中，2h內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室，水樣過(guò)GF/F濾膜后用Skalar流動(dòng)分析儀（SKALAR San++,荷蘭）進(jìn)行PO43-,NH4+,NO3-,NO2-分析。

1.5沉積物性質(zhì)分析

1.5.1水分含量、容重、空隙度的測(cè)定水分測(cè)得采用烘干法在105℃下烘6h,含水率為沉積物烘干前后質(zhì)量差值與原有濕沉積物質(zhì)量的比值。濕容重采用環(huán)刀法測(cè)定。利用柱狀采樣器，采集表層沉積物柱樣，保持原始結(jié)構(gòu)不被破壞，將濕底泥填滿(mǎn)金屬小環(huán)（h＝0.90cm,φ＝3.50cm），容重為濕沉積物的質(zhì)量與小環(huán)體積的比值。在105℃下烘6 h,孔隙度按下面公式計(jì)算。

式中：Ww為沉積物鮮重；Wd為沉積物干重。

1.5.2總碳和總有機(jī)碳的測(cè)定

總碳和總有機(jī)碳用TOC分析儀（LiquiTOCII,德國(guó)Elementar公司生產(chǎn)）測(cè)定。

1.5.3沉積物NH4+、NO3-、總氮、總磷及磷形態(tài)的測(cè)定

沉積物NH4+、NO3-含量測(cè)定：稱(chēng)取相當(dāng)于10g烘干土的新鮮沉積物，2mol L KCl溶液浸提（液：土=5:1），振蕩30min,過(guò)濾后比色法（波長(zhǎng)為210nm）測(cè)定浸提液中NO3-含量，納氏比色法（波長(zhǎng)為420mm）測(cè)定浸提液中NH4+含量。總氮（TN）的測(cè)定為堿性過(guò)硫酸鉀消解后在波長(zhǎng)210nm比色法測(cè)定。磷形態(tài)測(cè)定采用Emil等方法測(cè)定，將沉積物磷分為弱結(jié)合態(tài)（NH4Cl-P），鐵磷（BD-P），鋁磷（NaOH-P），鈣磷及部分有機(jī)磷（HCl-P），殘?jiān)鼞B(tài)磷（Res-P）?？偭祝═P）的測(cè)定采用SMT法。