砷（As）和锑（Sb）是具有相似化学性质的准金属，因为它们具有相同的外部轨道电子构型。在水生环境中，两者均以多种氧化态出现，但主要以III和V两种氧化态的形式出现。作为水环境中金属积累的汇或源，沉积物可以显示出明显的金属时空变化，并在监测生态环境中发挥重要作用。As和Sb与Fe/Mn（水）氧化物密切相关，并且氧化还原对于As和Sb在沉积物中的吸附很重要。发生许多氧化还原反应的生物地球化学区在毫米级的沉积物中是可变的，尤其是在沉积物-水界面（SWI）之间。近几十年来，南四湖受到工业和市政活动处理不当的废水，采矿和农业用地的径流以及空气污染物沉积的污染。


本研究以南四湖流域为研究区域。使用HR-Peeper和ZrO-Chelex-AgI DGT技术分别测量孔隙水中溶解的As，Sb，Fe和Mn以及不稳定的As，Sb，Fe和Mn。本研究的主要目的是确定南四湖沉积物中DGT不稳定的As和Sb浓度；了解砷，锑的生物地球化学行为及其与铁，锰的相互作用，以及沉积物的理化性质；（3）根据DGT测量结果评估As和Sb的生物利用度和释放风险。


unisense微电极的应用：使用重力取心器（直径110毫米，长度500毫米）从样品位置收集了四个沉积物核心，并保持了沉积物-水界面上方20厘米的上覆水。使用氧气和氧化还原微电极（OX 100和RD-100，Unisense，丹麦）测量沉积物中的溶解氧（DO）和氧化还原状态（Eh）。通过pH微电极（Unisense）获得pH值。

图1、pH，氧化还原电势（Eh），SWI中的溶解氧（DO）和沉积物中TOC的垂直分布图。从图中可以看出DO浓度和Eh表现出相似的分布趋势，随深度而减小。沉积物中的DO浓度在0 mm至20 mm之间，范围从0至137μmol/L，在4.6 mm以下为厌氧性。上层水中的溶解氧浓度稳定，约为250μmol/L。Eh值在上覆水中保持在约421 mV，在沉积物以下从412到65 mV不等。上覆的水和沉积物处于弱碱性环境，pH值随深度逐渐降低，范围为7.2–7.9。