过氧化钙封盖技术通过矿物保护机制稳定缺氧沉积物有机碳

本研究揭示了过氧化钙（CaO2）修复厌氧沉积物时存在的科学悖论：其直接氧化效应可矿化有机碳（OC），而间接地球化学效应（提升pH与Ca2+）却通过矿物沉淀实现OC封存。实验证明矿物保护机制占主导，CaO2处理显著抑制了颗粒有机碳（POC）向活性有机碳（LOC）的转化，并通过钙离子渗透触发矿物包埋作用，使OC呈现生物不可利用性。该发现为沉积物修复中的碳周转机制提供了关键见解。

　　

Highlight

CaO₂ stabilizing rather than promoting OC degradation

本研究最显著的发现揭示了一个核心悖论：强氧化剂CaO₂的应用并未导致沉积物有机碳（OC）的预期矿化，反而通过级联反应实现了其净稳定与封存。这一观察挑战了传统认为CaO₂在沉积物修复中主要发挥氧化能力的认知（Brodersen et al., 2019）。

对总有机碳（TOC）库的分析提供了第一层证据：CaO₂处理组的TOC含量始终高于对照组（CK），表明其存在明显的碳保存效应。更深入的分级分析揭示了机制本质——CaO₂处理显著抑制了从颗粒有机碳（POC）向活性有机碳（LOC）的转化。在CK组中，LOC在第二周上升至3.21%并保持稳定；而CaO₂处理组的LOC水平始终维持在1.54%，显著低于CK组。同时，CaO₂处理组的POC比例增加了12.3%，印证了有机碳向更稳定形态的转化。

Conclusions

本研究探讨了CaO₂对沉积物OC的双重作用，并解决了一个关键科学悖论。虽然CaO₂具备强氧化潜力，但其对碳的主要影响并非传统认为的降解作用。CaO₂处理激活了导致OC净稳定的机制。在CK组中，LOC在第二周增至3.21%并保持稳定；与之相反，CaO₂处理组的LOC水平维持在1.54%，显著低于CK组。