Phoslock?鎖磷劑工程應(yīng)用二十周年特輯——文獻解讀（15）
Phoslock?鎖磷劑自2000s首次參與工程應(yīng)用以來，一直受到國內(nèi)外廣大科研工作者及水環(huán)境工作者的關(guān)注，并在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表了逾百篇學(xué)術(shù)論文。目前學(xué)者們對該技術(shù)產(chǎn)品的研究已經(jīng)涉及除磷效果、沉積物修復(fù)、影響因素、生態(tài)安全、深度開發(fā)等多個領(lǐng)域。
2022年，在該技術(shù)產(chǎn)品全球應(yīng)用20周年之際，PET中國團隊將針對熱點關(guān)注話題，甄選文獻加以解讀分享，以便于廣大科研工作者和水環(huán)境工作者深入了解Phoslock?鎖磷劑的學(xué)術(shù)背景及差異化特性。
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本期，針對“Phoslock?鎖磷劑在巴西潘普利亞湖的工程應(yīng)用效果”的話題，向大家分享文獻如下：
文章題目：應(yīng)用?Phoslock??和 Enzilimp??微生物技術(shù)處理熱帶富營養(yǎng)水庫及其支流的水質(zhì)評估和溶解性有機物表征??
發(fā)表期刊：Environmental Science And Pollution Research
2021年影響因子/JCR分區(qū)：4.223/Q2
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研究亮點：
一、采用Phoslock?鎖磷劑技術(shù)和Enzilimp??微生物技術(shù)相結(jié)合的方式進行污染水體綜合治理，取得了很好的污染物去除效果。
二、通過熒光分析，表征了Pampulha湖污染與上游河道的相關(guān)性。
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------研究背景：
在世界范圍內(nèi)，淡水環(huán)境受到人類活動輸入的營養(yǎng)物質(zhì)和溶解性有機物的影響。然而水生生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)通常只關(guān)注營養(yǎng)鹽指標(biāo)。在此項研究中，以巴西貝洛奧里藏特市城中湖Pampulha湖為研究案例，該富營養(yǎng)化湖泊的污染主要來自于上游的多條河道支流，應(yīng)用鑭改性膨潤土 (Phoslock?) 和微生物生物修復(fù) (Enzilimp?) 進行處理。應(yīng)用后評估該處理是否可以改善水質(zhì)，并根據(jù)湖泊和河道應(yīng)用后幾個月后的吸光度和熒光分析來表征溶解有機物來源和指數(shù)的時空變化。
研究方法：
Pampulha湖是一個熱帶湖泊，在 10 月和 4 月（雨季）之間水體有熱分層，在 5 月和 9 月（旱季）之間有返渾現(xiàn)象。水域面積2.7km2，＊大深度為17米。匯集來自8條主要河流覆蓋98?km2的雨水。從 2015年12月起至2017年10月，水庫共投加了1000 噸?Phoslock?(370 g/m2) 和 51 噸?Enzilimp??(19 g/m2)進行處理。圖1? a. Pampulha湖和干流采樣點 b. Pampulha湖在巴西坐標(biāo)示意圖
在應(yīng)用前后分別檢測水體和沉積物各項指標(biāo)，水體檢測指標(biāo)為：水溫、溶解氧（DO）、總磷（TP）、總氮（TN）和葉綠素a（Chla）、溶解性有機碳（DOC）、總有機碳（TOC）、溶解性有機物（DOM）、有色溶解性有機質(zhì)（CDOM）等。
主要結(jié)果：
1.總磷和葉綠素a的變化
2014年治理前，水體總磷含量高達0.7mg/L，葉綠素a高達250ug/L。應(yīng)用“Phoslock?+菌劑”技術(shù)治理后，2018年總磷降至0.2mg/L以下，葉綠素a降至50ug/L以下。
圖2? 2018年夏季河流（綠色）和 Pampulha湖（白色）
TP、TN、Chl-a 和 DOC箱形圖
（空心圓圈代表異常值，空心方塊代表平均值）
2.熒光分析有機物組分變化
采用平行因子法將樣品的DOM 熒光光譜分為4個成分，各成分的熒光光譜圖和激發(fā)/發(fā)射剖面輪廓圖成分1(Component1)的熒光光譜中觀察到的兩個熒光峰的激發(fā)/發(fā)射波長分別為250nm/400nm 和320nm/400nm，對應(yīng)腐殖質(zhì)類物質(zhì)，在廢水中占主導(dǎo)地位的腐殖質(zhì)成分，也存在于農(nóng)業(yè)環(huán)境中。成分2(Component2)中熒光峰的激發(fā)/發(fā)射波長分別位于253nm/478nm和367nm/478nm處，對應(yīng)類胡敏酸物質(zhì)，存在于所有陸地環(huán)境中。成分 3(Component3)中熒光峰的激發(fā)/發(fā)射波長分別位于 240nm/338nm和300nm/338nm處，對應(yīng)游離或結(jié)合在蛋白質(zhì)中的氨基酸，熒光類似于游離色氨酸，類蛋白物質(zhì)。成分4(Component 4)中熒光峰的激發(fā)/發(fā)射波長位于274nm/338nm處, 對應(yīng)的是游離或結(jié)合在蛋白質(zhì)中的氨基酸，熒光類似于游離色氨酸，可能表明蛋白質(zhì)完整或降解程度較低的多肽。
表1 ?PARAFAC模型確定的四種成分所屬的熒光區(qū)間和來源描述
PARAFAC 模型分析結(jié)果表明Pampulha湖成分1占總熒光的 39%，其次是成分2 (28%)、成分3 (18%) 和成分4 (15%)。每條的平均相對豐度在空間上與 Pampulha湖的平均相對豐度不同。與Pampulha湖相關(guān)度比較高的是Ressaca和 Sarandi（污水處理廠的上游和下游）和 Tijuco河流以及來自Braúnas和AABB的較低貢獻。
圖3 Pampulha湖和河流中每個 PARAFAC 組分的平均相對豐度的空間分布
主要結(jié)論：
1.“Phoslock?+菌劑”技術(shù)可以高效去除污染物
通過“Phoslock?+菌劑”技術(shù)的聯(lián)用，經(jīng)過治理，在2017年1月達到治理目標(biāo)，水體總磷濃度低于0.05mg/L，葉綠素a濃度小于60ug/L，藍(lán)綠藻密度少于100,000cells/ml，并且氨氮和大腸桿菌數(shù)也得到削減，水體透明度得到提升。
2.通過熒光分析可以示蹤污染物的來源
通過在水庫中發(fā)現(xiàn)的生物活性的增加。我們的工作還表明，Pampulha湖和河道中有四種主要的DOM 成分，其中兩種成分可能與人為活動有關(guān)，并且可能是 Pampulha流域污染的重要示蹤劑，特別是在 Ressaca 和 Sarandi 河道中。
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更多內(nèi)容后續(xù)我們會一一分享，敬請期待
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