巢湖湖水中纳米颗粒的时空分布及其对元素循环的制约OA

天然水中粒径小于0.22μm的纳米颗粒物(NP)对溶解态元素的化学性质及其生物可利用性具有重要影响,但NP的小粒径及低浓度特征导致目前很难对其进行量化。该研究尝试采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和高分辨透射电镜(HR-TEM)分析巢湖湖水中NP的种类、时空分布和微量元素特征。结果表明,ICP-MS直接测量过0.22μm滤膜水样中元素(真实溶解态)的精密度高,该方法可以用于天然水中NP的分析。NP态(溶解态—真实溶解态)元素以Fe、Al为主,相对于春季,夏季前者减小,后者增大;NP-Fe高值区域两季均位于巢湖东南近出湖口,NP-Al高值区域春季位于巢湖南部,夏季位于巢湖北部。相关性分析表明,Cr、Mn、Zn、Ge、Cd在两季均与NP-Fe正相关,Ni、稀土、Pb夏季与NP-Fe正相关;对NP-Al则仅有Ti、Sc和中稀土夏季与之正相关。HR-TEM分析表明NP中主要物相为无定形物质、钙碳酸盐及具有一定晶形的针铁矿和铝硅酸盐,包括针铁矿在内的铁(氢)氧化物对巢湖中溶解态元素的循环产生重要制约作用。该文认为,NP主要来自河流,夏季河水流量和流速的增大导致NP输入增加;夏季湖水pH升高会促进NP态铁(氢)氧化物沉淀和铝硅酸盐分散。