第九届青年地学论坛

铁是河岸带最重要的氧化还原活性组分之一，其氧化还原转化对河岸带元素循环和污染物迁移转化具有重要调控作用，因此认识清楚河岸带铁物种时空分布规律是研究河岸带水文生物地球化学过程的基础。然而，以往关于河岸带铁时空分布与转化的研究尚未考虑水利工程的影响。目前全球超过50%的河流上均建有水坝，并且据预测到2030年该数据可能增加至90%。因此，本研究对水坝邻近上游和下游河岸带场地沉积物中铁进行了探究，研究结果显示，水坝上下游河岸带铁物种时空分布与转化规律差异显著。受水坝拦水作用的影响，上游河岸带以河水补给地下水为主，沉积物以黏壤土为主要质地；而下游河岸带以地下水排泄河水为主，沉积物以砂土为主要质地。上游河岸带的总铁含量以及二价铁/三价铁转化速率均明显高于下游河岸带。进一步地，上下游河岸沉积物不同粒级的颗粒上铁分布差异显著，相比于下游河岸带，上游河岸带沉积物颗粒表面更加粗糙容易吸附富铁细颗粒物，因此总铁含量较高。此外，河水往往富含氧气和溶解性有机质，因此河水补给地下水过程加速了上游河岸带铁循环过程。下游河岸带以地下水排泄为主，氧化还原特征相对稳定，因此铁循环速率较慢，但水坝并不会改变上下游河岸带沉积物中不同铁物种的相对含量顺序：硅酸盐结合态Fe>>结晶态铁氧化物>弱结晶态铁氧化物>碳酸盐结合态Fe/磁铁矿类Fe。本研究阐明了之前被忽视的水坝在场地和颗粒尺度上对河岸沉积物中铁物种的分布和转化的影响作用。

水坝；河岸带；铁；沉积物；颗粒尺寸