采用物理改良措施覆沙和底質疏松，對南四湖濕地沉積物~水微界面氧化還原狀況及間隙水營養鹽垂向分布特征的影響進行了研究。結果表明，改良措施能夠有效地改善沉積物的物理結構及氧氣的垂向分布。在沉積物~水界面附近，覆沙和底質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-濃度呈指數關系增長，改良措施能有效降低間隙水中PO43-的含量，輕度底質疏松的效果最佳，差異顯著（P＜0.05）。而界面以下NO3-和氧氣濃度呈指數關系下降，在沉積物中10cm以下時營養鹽接近一個常數，在4mm以下溶解氧接近0.對剖面沉積物不同形態的磷組分進行統計檢驗表明，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，為南水北調工程東線必經通道。對湖泊水體來說，沉積物猶如一個營養貯存庫，湖泊水體富營養化程度與底泥營養物釋放有較為密切的聯系。有關通過沉積物改性來控制湖泊內源污染的技術手段，主要包括污染底泥疏浚，吹填（用清潔表土覆蓋污染底泥）及添加化學試劑如鋁鹽和鈣鹽來固定磷酸鹽等。前兩者控制底泥營養鹽釋放在一些湖泊治理中起到了一定的積極作用，但隨著時間的推移，良好的水質狀態不能保持。而添加化學試劑成本高且易帶來對湖泊的二次污染。

作者采用原位間隙水采樣器技術（Peeper）及微氧電極技術來模擬研究物理改良措施對沉積物~水微界面沉積物氧化還原狀況及間隙水營養鹽的影響，旨在探討通過底泥疏松、覆沙的物理改良措施，達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源污染的目的，為今后該區植被的生長和恢復創造條件。

1、材料與方法

1.1 Peeper結構簡介

Peeper主體是由一系列小室組成，小室兩側覆蓋一層滲析膜，室內預先封裝去離子水，利用滲析膜過濾的特性，使膜兩側水體（如去離子水和間隙水）中一些可溶離子和分子交換達到平衡。Peeper制作材料為有機玻璃，20個小室并行排列，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，使用時用雙面夾板固定于采樣器主體板上。

1.2實驗設置

以南四湖新薛河入湖口原位柱狀沉積物為研究對象，采用室內模擬在有機玻璃柱（φ170mm×350mm）中培養方法，在柱狀玻璃管中插入peeper來獲得沉積物間隙水溶液。實驗設4個處理：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），每種處理設置3個重復。

1.3水土界面溶解氧的測定

水土界面氧氣的垂向分布采用溶氧微電極進行（丹麥Unisense公司）測定。該微電極的有效測定區（sensing tip）小于20μm,涂有固態光敏熒光粉；在0——100%空氣飽和度水體中，氧氣濃度與光強呈線性關系；電極反應時間小于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）進行兩點校準。電極安裝在微電極操作器上，每秒下移電極0.037mm進行連續測定，直至氧氣含量接近0.

1.4間隙水的采集與分析

將Peeper垂直插入底泥至預定深度。自Peeper投放時間計起，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內帶回實驗室，水樣過GF/F濾膜后用Skalar流動分析儀（SKALAR San++,荷蘭）進行PO43-,NH4+,NO3-,NO2-分析。

1.5沉積物性質分析

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

式中：Ww為沉積物鮮重；Wd為沉積物干重。

1.5.2總碳和總有機碳的測定

總碳和總有機碳用TOC分析儀（LiquiTOCII,德國Elementar公司生產）測定。

1.5.3沉積物NH4+、NO3-、總氮、總磷及磷形態的測定

沉積物NH4+、NO3-含量測定：稱取相當于10g烘干土的新鮮沉積物，2mol L KCl溶液浸提（液：土=5:1），振蕩30min,過濾后比色法（波長為210nm）測定浸提液中NO3-含量，納氏比色法（波長為420mm）測定浸提液中NH4+含量。總氮（TN）的測定為堿性過硫酸鉀消解后在波長210nm比色法測定。磷形態測定采用Emil等方法測定，將沉積物磷分為弱結合態（NH4Cl-P），鐵磷（BD-P），鋁磷（NaOH-P），鈣磷及部分有機磷（HCl-P），殘渣態磷（Res-P）。總磷（TP）的測定采用SMT法。