季节性变化增强养殖湖泊沉积物-水界面溶解态砷的动态迁移机制

这篇研究揭示了水产养殖活动如何通过改变沉积物-水界面（SWI）的微环境状态（如氧化还原梯度、有机质组成）驱动砷（As）的形态转化与释放。作者采用高分辨率技术，首次系统阐明了养殖区与非养殖区溶解态As的季节性差异（3.54–88.14 μg/L）及扩散通量（1.22–95.58 μg·m-2·d-1），发现养殖区非特异性吸附态As（F1）和弱结晶铁锰氧化物结合态As（F3）是主要贡献者，并通过偏最小二乘路径模型（PLS-PM）揭示了DOM介导的As溶解新机制。

　　

Highlight
水产养殖活动显著改变了沉积物-水界面（SWI）的砷（As）动态，其释放通量与季节变化呈现强相关性。研究发现，养殖沉积物中溶解态As含量（均值范围：3.54–88.14 μg/L）和释放通量（1.22–95.58 μg·m^-2·d^-1）均呈现夏季>秋季>春季>冬季的规律，且养殖区溶解态As浓度始终高于非养殖区。

Aquaculture regulates microenvironmental changes at the SWI
尽管湖泊对养殖活动产生的营养盐具有较强自净能力，但长期养殖会通过提升浮游生物初级生产力，加剧水体生态压力。这种差异可能源于时间累积效应——养殖水域的物质生物地球化学循环扮演了关键角色。沉积物中残留饲料和排泄物输入的活性有机质，会重塑氧化还原敏感元素（如Fe/Mn）的循环路径，进而通过微生物介导的异化还原作用，推动As从固相向液相释放。

Conclusion
本研究证实水产养殖通过季节性调控SWI微环境（如动态氧化还原梯度、DOM组成变化），显著增强了沉积物中As的迁移能力。养殖区特有的高比例非特异性吸附态As（F1）和弱结晶铁锰氧化物结合态As（F3）成为孔隙水As的主要来源，而DOM的配体竞争效应进一步放大了As的溶解通量。这些发现为水产养殖环境的风险预警提供了理论依据。