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湖泊沉积物是水体污染物的源和汇,水体中污染物在外源输入得到良好控制下,内源释放引起的水体富营养化和重金属污染等问题日益突出。随着酸沉降、酸性采矿废水排放以及含硫酸盐肥料的施用,湖泊水体硫酸盐浓度剧增,硫酸盐输入对水体营养水平的作用与人类和生态健康密切相关。本研究以武汉墨水湖上覆水和沉积物为研究对象,输入500mg,/L硫酸盐,以不输入硫酸盐为对照,通过6周的室内模拟实验,研究外源硫酸盐对沉积物氮磷和重金属的影响以及硫酸盐的归趋,主要结论如下：(1)SO42-的输入改变了墨水湖上覆水和沉积物的理化性质,硫酸盐还原过程产生了碱度,系统中pH显著升高,Eh显著降低。随着沉积物深度增加,pH变化逐渐减小,Eh降低到最低值的时间缩短,整体上pH和Eh呈负相关。后期,硫酸盐还原作用减缓,系统中各项变化趋于平稳。(2)SO42-的输入促进了硫酸盐还原菌(Sulfate-Reducing Bacteria, SRB)的增殖和生长,S042-被SRB还原生成了H2S、s0、酸可挥发性硫化物(acid-volatile sulfide, AVS)和铬还原硫(主要为FeS2)等中间价态的硫。整体上AVS呈逐渐下降的趋势,S0和铬还原硫则呈逐渐升高的趋势。沉积物上层受到S042-的影响尤为剧烈,实验组AVS的降低值是对照组的1/2.76,So和铬还原硫的增加值分别是对照组的1.56和2.38倍。AVS和铬还原硫皆呈负相关,且都达到了显著或极显著的水平。此外硫酸盐还原过程中,消耗了由厌氧发酵等途径产生的乙酸等小分子酸。(3)硫酸盐还原作用促进了沉积物中氮和磷的释放。沉积物间隙水中氨氮的浓度随沉积物深度的增加呈逐渐递增的趋势,可溶性磷(Soluble Reductive Phosphorus,SRP)的浓度随时间呈先升高后降低的趋势,其最大值是对照组的4.53倍。沉积物中磷的释放量为上层>中层>下层。沉积物间隙水中SRP的浓度与沉积物中总磷和无机磷皆呈负相关,且沉积物上层都达到了极显著水平。此外,水相中SRP与SO42-的浓度也呈负相关,且上覆水和沉积物上层间隙水分别达到了显著和极显著水平。(4)硫酸盐还原作用加强了有机质的分解,通过DET(Diffusive equilibrium in thin-films technique)/DGT(Diffusive gradients in thin-films technique)原位测定结果显示S042-输入后促进了重金属向水相释放,其释放量为Fe>Mn>Cu,沉积物中Fe、Mn、Cu的变化强度为上层>中层>下层,其浓度随时间皆呈先升高后降低的趋势,且上覆水中Fe和SRP呈极显著正相关。实验后期实验组上覆水和沉积物上层间隙水中Fe、Mn、Cu的生物有效性浓度较对照组低,底层沉积物受到外源S042-的影响较小。