引言

沉积物-水界面是水生态系统中最重要的界面之一，涉及迁移、转化、吸附/解吸、扩散、掩埋以及生物扰动等一系列物理化学及生物反应，沉积物表层的氮、磷等营养物质，在温度、pH值、等因素的影响下，通过间隙水浓度梯度扩散、离子交换及生物扰动等机制，容易重新释放至上覆水体中，导致沉积物由原本的“营养储存库”转变为“污染源”，由“汇”变成“源”，进而引发湖泊富营养化的内源污染问题^[1]。

温度

温度对沉积物中氮、磷循环的影响是一个多维度且复杂的过程，它涉及到生物活性的调节、化学反应速率的加速以及物质扩散动力学的改变。温度的提升能够影响传质系数、分配系数以及分子扩散系数，同时还会改变沉积物表面的吸附特性^[2]。随着温度的升高，自由扩散速率加快，促使沉积物表层的磷、硝态氮和氨氮更容易释放到间隙水中，进而通过浓度梯度的驱动进一步向上覆水体中扩散。在适宜的温度范围内，较高的温度能够激活沉积物中的微生物群落，使其活性显著增强。这不仅促进了沉积物中部分有机磷向活性磷的转化，增加了内源释放的风险^[3]，同时也加速了有机质的矿化过程^[4]，加剧了内源氨氮释放的风险

溶解氧浓度

有氧条件下氨氮可通过微生物的硝化作用被氧化为硝酸盐，氧化还原电位的升高，硝化作用随之增强，进而促进氨氮向硝态氮的转化，增加向上覆水释放的风险。当厌氧状态时，氨化作用加强，导致水体中的总氮（TN）、氨氮（NH₄⁺）浓度上升，促进了水体富营养化。而磷的释放过程极易受到Fe的氧化还原过程控制。当水体中的氧化还原电位降低时，水体中的Fe^{3 +}被还原成为 Fe^{2 +}，同时胶体状Fe( OH) ₃转化为可溶性的 Fe( OH) ₂，促使被 Fe( OH) ₃吸附的结合态磷加速释放到水中，增大表层沉积物释磷强度。

pH值

沉积物中氮、磷的释放过程深受pH值变动的影响。酸性环境增强时，沉积物中的铵态氮释放会受到抑制，磷元素向上覆水体释放的风险增加，因为酸性条件易使铵态氮被吸附至沉积物颗粒表面，或转化为氨气，减弱Fe-P的吸附，而释放到水体中。相反，在碱性环境下，铵态氮的释放会增加，因为碱性条件有助于铵态氮的解析和释放^[5]。pH值的变化还会对沉积物中微生物的活性及生态过程产生影响，进而作用于沉积物中氮磷的转化与释放过程。

扰动

 沉积物-水界面内部的动态释放过程受到物理扰动和生物扰动的共同影响。水动力作用以层状方式影响沉积物，而底栖动物则通过点、条或块状的方式对沉积物表层造成破坏，这两种扰动方式存在显著差异^[6]。水动力扰动是影响沉积物中氮磷释放的重要因素，它影响着氮磷通过孔隙水在沉积物中的传质速率、沉积物的悬浮状态以及在悬浮颗粒物对其的吸附状态。水动力条件（潮汐、风浪、航运、拖网等）下^[7]扰动沉积物-水界面的稳态条件，导致水体紊流扩散以及沉积物表层的氮磷元素再悬浮释放到水体中。生物扰动^[8]主要是指底栖生物由于觅食、潜穴、钻孔、躲避、分泌、排泄和迁移等一系列活动，对沉积物原始结构和性质的产生显著影响，加速沉积物与上覆水之间的物质交换和能量流动，改变沉积物-水界面的氮磷元素的传输和转化。

结论

沉积物作为湖泊污染物的主要的蓄积库，其内部氮、磷的释放不断的影响着湖泊富营养化。在温度、pH值、溶解氧、湖泊扰动等多种因素的干扰下，沉积物-水界面的氮、磷通量可能会加速释放，影响湖泊水质。

参考文献

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