近日，河海大学燕文明和生态环境部南京环境科学研究所陈翔团队系统探讨了养殖活动如何加剧湖泊沉积物-水界面（SWI）中砷（As）的迁移与释放，并强调了季节变化在这一过程中的关键作用，相关研究工作取得突出进展。研究结果以“Seasonal variation enhances dissolved arsenic dynamics in aquaculture lake”为题，在环境科学领域尤其是水研究方向的顶级期刊《Water Research》（IF = 11.4）发表，第一作者为何翔宇。

水产养殖会促进物质在沉积物中的累积，并改变沉积物-水界面（SWI）的微环境状态。然而，沉积物中砷（As）的迁移转化过程对这些变化的响应机制尚不明确。本研究采用高分辨率技术，探究了水产养殖影响区域湖泊沉积物-水界面As的季节性动态变化，系统分析了其迁移路径及相关驱动机制。研究发现，季节性变化对沉积物孔隙水中溶解态As浓度（3.54-88.14μg/L）和As扩散通量（1.22-95.58μg・m⁻²・d⁻¹）均有显著影响。春季和夏季，水产养殖区的溶解态As浓度均持续高于非养殖区。水产养殖区与非养殖区沉积物中As的形态分布存在显著差异，其中养殖区沉积物的非特异性吸附态As（F1）和特异性吸附态As（F2）占比更高。相关性分析表明，在养殖区，F1和弱结晶态羟基氧化物结合态As（F3）是孔隙水中As的主要来源。偏最小二乘路径模型分析揭示了不同的关键驱动机制：在非养殖区，铁/锰（氢）氧化物主导As的溶出过程；而在养殖区，升高的营养盐水平改变了溶解有机质（DOM）的组成，进而影响As的形态转化并促进其溶出。综上，本研究深化了对水产养殖环境下沉积物-水界面As生物地球化学过程的理解，强调了季节性变化可能加剧As的迁移风险，为相关区域的持续监测与管理提供了科学依据。

不同季节沉积物孔隙水中溶解态砷的剖面分布特征，蓝色代表养殖区，红色代表非养殖区；溶解态砷含量的显著性差异标注，* 表示 p<0.05，为显著差异；** 表示 p<0.01，为极显著差异；图中同时包含不同季节沉积物 - 孔隙水界面的砷释放通量数据）

沉积物 - 水界面溶解氧与pH的剖面分布及季节变化

沉积物 - 水界面砷的动态变化

水产养殖活动对沉积物-水界面（SWI）的As迁移转化过程具有显著影响，季节变化与As含量及其释放通量呈强相关性。研究发现，季节转换对养殖区沉积物中溶解态As含量（平均值范围：3.54~88.14μg/L）及其释放通量（1.22~95.58μg·m⁻²·d⁻¹）均产生显著影响，且季节变化趋势一致表现为夏季>秋季>春季>冬季。值得注意的是，春季和夏季养殖区沉积物中溶解态As浓度显著高于非养殖区；同时，养殖区沉积物中As向更具迁移性的形态转化，进一步增强了As的释放能力。

这些发现为养殖湖泊环境管理提供了重要启示：在集约化养殖系统中，维持充足的溶解氧水平、限制养殖活动带来的有机质输入，或通过清淤去除富含有机质的表层沉积物以破坏缺氧环境，均有助于维持沉积物稳态并改善水质。此外，鉴于目前对不同养殖模式环境影响的认识尚不全面，建议进一步开展涵盖多种养殖水域类型的研究，以深化对沉积物-水界面As迁移行为的理解。综上，本研究结果有助于更全面地认识人类活动影响下水生环境中As的生物地球化学过程。

Xiangyu He, Wenming Yan, Xiang Chen,   Minjuan Li, Yan Wang, Zhongbo Yu, Seasonal variation enhances dissolved arsenic dynamics in aquaculture lake, Water Research,Volume 287, Part A, 1 December 2025, 124307, https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.124307.

文章链接

注：本平台不主张对原文的版权。转载文章仅出于学术交流和传播信息的需要，文章版权归原作者所有，作者如不希望被转载或本平台有侵权行为，请联系小编删除，谢谢。