Environmental Research:曹星星、吴攀等 | 岩溶地区污水厂尾水溶解性碳组成及其对流域碳循环的影响
近年来,随着城市化进程不断加速,大量污水处理厂被修建用于改善城市人居水环境,尾水已成为岩溶地区城市河流重要的生态补给。尾水对受纳河流碳循环的影响备受关注,而当前研究主要集中在海岸带以及温带地区受尾水影响的河流,对亚热带地区尾水补给型河流溶解性碳循环过程的研究较为欠缺,尤其是与全球及区域碳循环密切相关的岩溶河流。因此,本研究对我国西南典型岩溶城市-贵阳市主要污水厂尾水及其影响的河水进行了样品采集,通过水化学、光谱学和同位素地球化学研究方法,以期揭示岩溶地区尾水溶解性碳组成及其对河流碳循环的影响,研究结果表明:(1)尾水中HCO3-占溶解性无机碳(DIC)总量的90%以上,鉴于流域尾水排放规模大,大量溶解无机碳随尾水排入受纳河流。(2)尾水CO2分压(pCO2)平均达到14450±10084 μtam,且pCO2随尾水排放距离的增加而降低,稳定碳同位素和水化学证据表明,有机物降解是引起污水中pCO2较高的主要因素。(3)PHREEQC软件混合模拟和野外监测数据表明,岩溶河水与尾水混合后,DIC形态发生明显变化,pCO2随着尾水混入比例的增加而逐渐升高。(4)尾水中溶解性有机碳(DOC)主要由类腐殖质和类色氨酸组成,尾水排放会干扰受纳岩溶河水中DOC来源的辨识。以上初步研究结果表明,尾水已成为引起岩溶河流溶解性碳库变化的一个重要因素,伴随未来城市人口的持续增长,尾水排放量不断增加,应持续关注尾水对岩溶地区河流及区域碳循环的影响。
上述成果发表于环境科学与生态学领域国际知名SCI期刊Environmental Research(IF=8.3)。实验室曹星星副教授为第一作者,吴攀教授为通讯作者,美国路易斯安纳州立大学Y.Jun Xu教授,硕士生龙广喜、刘章兴参与了本研究。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.envres.2024.118570.