薄膜扩散梯度（DGT）技术如何应用在沉积物-水系统中磷研究中？

本次分享一篇由上海海洋大学林建伟团队在《Journal of Environmental Sciences》上发表的一篇学术论文：Immobilization of phosphorus in sediment-water system by hydrous iron oxide and hydrous iron oxide/calcite mixture under feed input condition。这篇文章主要研究了在投料条件下，使用水合氧化铁（ HFO）和水合氧化铁/碳酸钙混合物来固定沉积物-水系统中的磷（P）的效率和机制。研究考察了HFO和HFO/calcite混合物的直接添加对上层水（OW）中的可溶性反应性磷（ RSP）和沉积物中扩散梯度在薄膜-不稳定磷（P_DGT）的浓度的影响，以及这些添加方式对沉积物中细菌群落多样性、组成和功能的影响。

直接添加HFO和HFO/碳酸钙混合物可以有效降低OW中可溶性反应性磷（RSP）和薄膜扩散梯度-不稳定磷（P_DGT）的浓度，并使上层沉积物中的P_DGT失活。直接添加HFO和HFO/碳酸钙混合物对RSP的去除效率分别为48.9-97.0%和42.4-95.4%。从一次性添加改为多次直接添加有利于HFO和HFO/碳酸钙混合物在长期饲料输入条件下固定OW中的RSP和上层沉积物中的P_DGT。透水织物包裹降低了HFO和HFO/碳酸钙混合物对OW中RSP的失活效率，但它使得这些材料的回收成为可能。大多数由HFO和HFO/碳酸钙混合物固定的磷相对或非常稳定。添加HFO和HFO/碳酸钙混合物后，表层沉积物中细菌群落的组成发生了变化。然而，经过改良的沉积物中的细菌群落仍然可以发挥良好的生态功能。发现表明，HFO和HFO/碳酸钙混合物是饲料输入条件下OW中RSP和上层沉积物中P_DGT失活的有前景的磷固定材料。

在这篇文章中，薄膜扩散梯度（DGT）技术被用来测量水体和沉积物系统中的不稳定磷和铁的浓度分布。薄膜扩散梯度（DGT）技术是一种原位采样技术，它能够提供水体和沉积物中营养元素和重金属的动态变化的高分辨率数据。这项技术通过将一种特殊的凝胶（如ZrO-Chelex树脂）暴露于水体或沉积物中，利用扩散和吸附的原理，捕捉和测量其中的溶解性物质。