近几十年来，随着地下水资源的枯竭和对资源开发的日益严格的禁止，水库和湖泊已经成为全球范围内城市饮用水供应的最重要的水资源。水体中铁(Fe)和锰(Mn)的浓度对饮用水水库中的水质有着极其重要的影响；然而在季节性分层和降雨期间，水库的铁、锰含量经常出现问题。


利用生物/非生物氧化方法补充水体中的溶解氧，可以有效地降低水体中溶解的铁、锰的含量。然而，大多数关于曝气系统的研究主要集中在水体中污染物的氧化和去除效率。


利用各种氧化手段对SWI区域的铁、锰的生物地球化学行为的认识尚不全面。因此研究人员对金盆水库采用提水式曝气器，通过底部曝气和人工脱层，从源头控制铁、锰污染。通过利用水柱、孔隙水和沉积物中Fe和Mn浓度的变化来表征低磁通气和人工脱层条件下的Fe和Mn的还原行为。


微电极的应用：利用氧气和温度传感器的原位八通道微剖面仪（MP8）获得了沉积物-水界面处的氧的垂直分布和相应的温度。使用的氧电极的尖端直径为100-μm，氧传感器(OX-100)为克拉克式传感器，响应时间快。氧微传感器采用饱和空气的海底水体和缺氧沉积物岩心进行校准。经校正后的MP8原位八通道微剖面仪放入沉积物-水界面处，该设备上装设有水下摄影机，以确保设备的安全。沉积物水界面（SWI）的沉积物表面通过摄像机和沉氧微剖面测定，在每个采样点收集三组分辨率为0.1 mm的微剖面。

图1、金盆水库(JPR)水深、升水曝气、采样点位置示意图。当水位高度为586 m时，根据水深(m)绘制等高线图。

图2、2016年WLAs运行期间P2站点水柱氧(a)、温度(b)剖面分布情况。

图3、氧对沉积物上不同垂直区域溶出铁(a)和锰(b)的影响。在P2场地采集各区域的水样和相应的氧气，分别定义为上覆水(约5厘米以上沉积物)、底水(约0.5米以上沉积物)和曝气区域(约5米以上沉积物)。


原文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.05.445