镧改性膨润土（LMB）被广泛用于缓解富营养化湖泊中的内源性磷（P）问题。与LMB共存的底栖动物可能会对其分布和磷去除效率产生潜在影响；然而，关于LMB与底栖动物之间的相互作用研究，尤其是涉及不同生物扰动模式的研究，还较为有限。因此，本研究选取了三种常见的底栖动物——

苏氏尾鳃蚓（Branchiura sowerbyi, BS）、黄色羽摇蚊（Chironomus flaviplumus, CF）和椭圆萝卜螺（Radix swinhoei, RS），进行了微宇宙培养实验。研究结果表明，底栖动物对LMB的整体磷去除效率没有显著影响，但其垂直再分布具有物种特异性，顺序为BS > CF > RS。尽管BS的强烈生物扰动可能会降低LMB在沉积物-水界面（SWI）处的磷去除效率，但可能会增强深层沉积物中的磷保留能力。相比之下，CF在表层沉积物中构建了短暂的孔洞和通道，破坏了LMB覆盖层的完整性，而RS仅在SWI处活动，对LMB的生物扰动最小。由于CF和RS主要占据SWI，对LMB的磷去除影响较小，但其上覆水的镧（La）浓度较BS更高。重要的是，LMB似乎抑制了RS和CF的生长和繁殖，并增加了死亡率。尽管BS对LMB覆盖层的破坏能力最强，且镧的生物富集程度最高，但对其生长和存活并没有显著的不利影响。

（A）上覆水中溶解态镧（La³⁺）和（B）总镧（TLa）的浓度，以及（C）孔隙水中溶解态镧（La³⁺）和（D）沉积物中总镧（TLa）的浓度。图中展示了单独使用LMB以及LMB与三种大型无脊椎动物（BS、RS和CF）组合的情况。不同字母表示通过单因素方差分析（ANOVA）确定的处理组之间的显著差异。沉积物-水界面（SWI）位于0厘米处。上覆水和沉积物的数据均基于第36天的孵化结果。数据以平均值±标准差表示，n = 3。

在本研究中，我们通过微宇宙实验评估了具有不同生物扰动模式的底栖动物对LMB的磷去除效率和分布的影响，以及LMB对底栖动物的生态影响。研究结果揭示了以下几点：

•所有底栖动物均破坏了LMB的覆盖层，通常将其埋入更深的沉积物中，从而重新分布了P和La。

•尽管底栖动物通过与沉积物混合稀释了LMB，但并未影响LMB的整体磷吸附能力。在微宇宙培养期间，对照组LMB的总磷吸附量（1439 ± 172 mg/kg）与LMB + BS（1365 ± 113 mg/kg）、LMB + RS（1428 ± 159 mg/kg）和LMB + CF（1412 ± 99 mg/kg）之间几乎没有差异。

•BS（向上输送者）促进了沉积物的再悬浮以及LMB的深度混合，最大深度达8cm。这导致了LMB的磷去除效率显著降低，并减少了上覆水中La的浓度。

•CF（廊道构筑者）在SWI处构建了短暂的孔洞和“U”形通道，深度达3cm，降低了LMB的磷去除效率。

•RS（生物扩散者）对LMB的干扰最小，与BS和CF相比，对P和La的再分布几乎没有影响。

•LMB抑制了RS和CF的生长，并使其死亡率分别增加了39%和75%。此外，BS（对LMB影响最大的物种）出现了镧的生物富集现象，但并未对其生存和繁殖产生显著的不利影响。

因此，未来需要进一步研究LMB与底栖动物之间的相互作用，尤其是在更准确地反映自然水生生态系统中多种物种共存的场景中。

Qiujun Tan, Yue Zhi, Jingmei Yao, Le Han, Qiang He, Hongxiang Chai, Sijie Shi, Jie Gao, Liansen Deng, and Grant Douglas.Interactions between Lanthanum-Modified Bentonite (LMB) and Benthic Macroinvertebrates with Varied Bioturbation Modes.

ACS ES&T Water 2025 5 (1), 177-187, DOI: http//doi.org/1021/acsestwater.4c00776

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