PO&DGT联用技术案例：原位覆盖技术对沉积物修复过程中重金属的影响

文章的主要发现包括：

• LMB和CN单独以及联合处理暂时降低了沉积物-水界面（SWI）的溶解氧（DO）含量，但最终增加了DO含量。

• CN和LMB + CN处理在30天内消除了表层110毫米沉积物中的DGT-labile硫化物和表层80毫米沉积物中的可溶性Fe(II)和DGT-labile Fe(II)。

• CN和LMB + CN处理组中观察到可溶性Fe、Mn、Co以及DGT-labile Mn、Co、Cu和Ni的暂时急剧增加，可能是由于硫化物氧化和碳酸盐溶解。

• LMB + CN组显示出DGT-labile金属的增加较弱，且金属释放量较CN组少，这表明LMB和CN对重金属有协同作用。

• LMB + CN处理时，LMB部分吸附并阻止了硫化物和碳酸盐结合形态中的金属释放，并最终将其转化为Fe和Mn氧化物和残余形态。

研究建议在适当的pH条件下，将CN与覆盖材料结合使用，以压实沉积物并阻止SWI处的金属交换。这些发现对于理解化学氧化和覆盖对重金属的协同效应具有重要意义，对于原位沉积物修复项目的实施、缓解湖泊富营养化和确保饮用水安全具有指导意义。

PO的应用：

在本文中，平面光极（Planar Optode, PO）技术被用于捕捉沉积物-水界面（Sediment-Water Interface, SWI）中溶解氧（Dissolved Oxygen, DO）的二维变化。PO技术基于动态猝灭原理，可以在不消耗氧气的情况下，通过光激发下的氧特征发光来测量氧的浓度，从而提供关于DO在空间分布上的高分辨率图像。

DGT的应用：

研究中使用了DGT技术来监测LMB（lanthanum-modified bentonite）和CN（calcium nitrate）单独以及联合处理对沉积物中重金属形态的影响。具体来说，DGT技术被用来测量沉积物中DGT-labile硫化物和DGT-labile Fe(II)的分布和变化。这些测量结果有助于理解LMB和CN处理如何影响沉积物中重金属的迁移和形态，以及这些处理对沉积物修复效果的贡献。

通过DGT技术，研究人员能够观察到在CN和LMB + CN处理下，沉积物表层的硫化物和Fe(II)在短时间内被氧化和消除。此外，DGT还揭示了在CN处理后，可溶性Fe、Mn、Co以及DGT-labile Mn、Co、Cu和Ni的暂时急剧增加，这可能是由于硫化物氧化和碳酸盐溶解所致。LMB + CN联合处理组显示出较弱的DGT-labile金属增加和较少的金属释放，表明LMB和CN在重金属处理上具有协同效应。

总的来说，DGT技术在这项研究中的应用为理解沉积物修复过程中重金属的动态变化提供了重要的数据支持，有助于优化沉积物修复策略和提高修复效果。

引用：Juan Lin, Mengling Liu, Sunling Zhuang, Bing Geng, Xiaodi Wang, Jiasheng Ma, Musong Chen, Effects on the migration and speciation of heavy metals by combined capping and biochemical oxidation during sediment remediation, Science of The Total Environment, Volume 871, 2023, 162055, ISSN 0048-9697

原文链接：

DOI：10.1016/j.scitotenv.2023.162055.

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