关闭Phoslock®锁磷剂工程应用二十周年特辑——第三方认证解读（1）Phoslock®锁磷剂自2000s首次参与工程应用以来，一直受到国内外广大科研工作者及水环境工作者的关注，并在国内外进行了丰富的第三方认证工作。第三方认证主要涉及除磷效果、生态安全等领域。2022年，在该技术产品全球应用20周年之际，PET中国团队将甄选第三方认证文件加以解读分享，以便于广大水环境工作者深入了解Phoslock®锁磷剂的差异化特性。--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------本期，我们针对急性毒理与慢性毒理的认证，向大家分享文件如下:文件名称新西兰国家水与大气研究所（NIWA）对Phoslock®锁磷剂的急性、慢性毒理评估文件概述NIWA 是新西兰国家水和大气研究所，是1992年成立的研究所。NIWA 的使命是开展环境科学研究，以实现新西兰和地球自然资源的可持续管理。2004年 NIWA 对Phoslock®锁磷剂进行了毒理性评估，以确定高浓度Phoslock®锁磷剂浸出液是否超过了新西兰于1996年颁布的《有害物质及新生物体法案》（HSNO）所界定的生态毒性阈值，并随后依据该法案对Phoslock®锁磷剂进行界定并归类。在第一阶段，应用Phoslock®锁磷剂对三类水生生物（藻类、甲壳类和鱼类）进行了急性毒理性评估，确定Phoslock®锁磷剂对三类生物不产生急性毒性，并将Phoslock®锁磷剂排除在有毒害物质名录以外。同年，NIWA 又针对Phoslock®锁磷剂开展了相关慢性毒理性评估，以摇蚊幼虫（Chironomus zealandicus）为受试生物，通过 38 天的时间，统计分析摇蚊幼虫的存活率、孵化等数据，同时监测水体理化指标，包括 pH值、DO、温度、电导率、硬度、氨氮、镧浓度等指标，在高浓度Phoslock®锁磷剂浸出液条件中对其整个生长周期进行了慢性毒理评估，确定Phoslock® 锁磷剂对受试生物不产生慢性毒性，不改变水体常规理化条件。  测试物种及方法一、急性毒理评估生物物种及试验方法(1) 藻类（月牙藻）-72 小时试验，标准方法采用加大拿环保部（1982）、 美国环保署（USEPA，1987）规定的方法。(2) 甲壳纲动物（大型溞）-48 小时试验，标准方法采用经合组织（OECD， 1984）规定的方法。(3) 鱼苗（虹鳟鱼）-96 小时试验，标准方法采用经合组织（OECD，1992）规定的方法。二、慢性毒理评估生物物种及试验方法试验中使用的摇蚊物种是新西兰富营养化淡水中常见的一种本地物种。通过从卵团中培养幼虫获得试验生物。幼虫在20℃下水中培养，以预筛(<500µm)泥或碎纸巾为基质，以四聚蛋白和角叶的混合物为食。标准方法采用经合组织（OECD，2001）规定的方法。测试结果一、急性毒理评估(1) 鱼类相对于藻类和甲壳类对水生环境更为敏感，其敏感指数分别是甲壳类及藻类的 11.5 倍及 3.4 倍。(2) 对于鱼类，LC50指数是 HSNO 所界定阈值（100mg/L）的 44 倍。(注：LC50指数越低表明毒性越大)(3) 对于藻类（无影响浓度）NOEC 指数和鱼类的慢性 NOEC 指数（预期值），分别高于 HSNO 所界定的慢性毒理阈值 6250 倍及 435 倍。(注：NOEC 指数越低表明毒性越大)(4) 根据实验，Phoslock®锁磷剂急性毒理试验的结果未超 HSNO 所界定的生态毒性阈值，因此界定为无毒害物质。(5) 水体中的可溶性磷酸根可以进一步降低Phoslock®锁磷剂的毒性风险。(6) 根据投加风险评估，在高磷水体中Phoslock®锁磷剂 : 水 以 200:1 的比例投加Phoslock®锁磷剂（正常比例），对水生环境的负面影响非常低。二、慢性毒理评估(1) 通过 38 天的暴露试验，受试生物摇蚊幼虫在高浓度Phoslock®锁磷剂浸出液（400 mg/L）的条件下存活率、正常孵化率均未受影响，与对照组无差异。(2) 水体理化指标，包括 pH 值、DO、温度、电导率、硬度、氨氮在评估试验过程中也未出现明显变化，水体理化条件稳定。 (3) 水中溶解态 La 在评估试验结束时测定仅为 7 μg/L，对受试生物及其它生物均未产生毒性影响。 研究结论1. 急性毒理评估结论：高浓度Phoslock® 锁磷剂浸出液远低于 HSNO 界定的急性毒理阈值。HSNO 将Phoslock® 锁磷剂排除在有毒害物质名录之外。2. 慢性毒理评估结论：Phoslock® 锁磷剂对受试生物不产生慢性毒性，不改变水体常规理化条件。编外语本急性、慢性毒理评估是在高浓度Phoslock® 锁磷剂浸出液中进行的，其结论为对水生生物不产生急性、慢性毒性。而在实际工程应用中的投加浓度远低于此，因此在水生态修复工程中应用Phoslock® 锁磷剂是非常安全的。更多内容后续我们会一一分享，敬请期待

Phoslock®锁磷剂工程应用二十周年特辑——文献解读（6）Phoslock®锁磷剂自2000s首次参与工程应用以来，一直受到国内外广大科研工作者及水环境工作者的关注，并在国内外学术期刊发表了逾百篇学术论文。目前学者们对该技术产品的研究已经涉及除磷效果、沉积物修复、影响因素、生态安全、深度开发等多个领域。2022年，在该技术产品全球应用20周年之际，PET中国团队将针对热点关注话题，甄选文献加以解读分享，以便于广大科研工作者和水环境工作者深入了解Phoslock®锁磷剂的学术背景及差异化特性。--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------本期，我们针对有害藻华防控的话题，跟大家分享文献如下：文章题目：运用Phoslock®锁磷剂水体降磷及底泥钝化技术抑制有害藻华发表期刊：International Journal of Environmental Research and Public Health 2021年影响因子/JCR分区：3.390/Q2文献链接：https://www.mdpi.com/1660-4601/18/24/13360研究亮点：一、通过现场围隔实验的方式，在较长时间尺度内研究了蓝藻水华爆发情景下Phoslock®锁磷剂对上覆水和间隙水的作用和影响。二、通过现场围隔实验的方式，研究了两种时间尺度内，蓝藻水华爆发情景下Phoslock®锁磷剂对沉积物内源释放通量的作用和影响。三、对比了Phoslock®锁磷剂应用与否水体中浮游植物生物量和优势种群的变化和响应。四、对有害藻类水华的防治办法提供了丰富的参考意见。研究背景：有害藻类水华对生态系统和人类健康造成负面影响。近年来，由于富营养化、气候变化及人类活动的共同作用，有害藻类水华在水生态系统中的爆发频率和范围持续增加。因此，有害藻类水华的防治得到了越来越多的重视。虽然有很多科学文献报道了Phoslock®锁磷剂用于自然水体降磷防藻的成功案例，但在水华爆发期间应用Phoslock®锁磷剂进行治理，并同时关注多种环境变量及其响应的研究较少。本文旨在为防控有害藻类水华提供一个可持续的解决方案，在考虑氮、磷内部循环，氮磷化学计量特征及浮游植物生物量和优势种群影响机制的情况下，评估了生态系统对应用Phoslock®锁磷剂后的长期响应。研究对象：Higgins Mill湖位于美国马里兰州切萨皮克湾Transquaking河上游区域，水域面积0.61km2，平均水深1.5m。湖泊周边是农田和养殖场，面临持续的点源和面源污染汇入，水体富营养化导致蓝藻水华反复爆发。本研究在Higgins Mill湖设置了两组现场围隔实验，以探明Phoslock®锁磷剂对抑制有害藻类水华的作用，及其对上覆水、间隙水和沉积物中磷的作用。第一组为底部封闭的围隔实验，主要评估在蓝藻水华爆发的情景下，Phoslock®锁磷剂对上覆水的作用和影响。第二组为底部敞开的围隔实验，主要评估Phoslock®锁磷剂在沉积物钝化方面的作用和环境响应。图1 实验方案设计主要结果：1、Phoslock®锁磷剂对上覆水体的作用在第一组底部封闭的围隔实验中，Phoslock®锁磷剂实验组上覆水体的SRP、Chl a和pH值均得到了明显改善。在没有外源污染输入的情况下，SRP、Chl a在长时间尺度内保持较低水平，pH值保持在7.4上下。投加Phoslock®锁磷剂后一天，实验组上覆水SRP浓度由5.4 μmol/L（0.167 mg/L）下降至1.26 μmol/L（0.039 mg/L），相对于空白对照组及外部湖体分别下降了62.3%、92%。投加后的几日内，实验组上覆水Chl a浓度相对于空白对照组及外部湖体分别下降了26-53%、90-92%。实验组pH值从9.5下降至7.4，而同时段内空白组pH值从8.9上升至9.9，外部湖体pH值从9.42上升至9.97。图2 上覆水体SRP、Chl a、pH的变化2、Phoslock®锁磷剂对间隙水的作用Higgins Mill湖沉积物间隙水的SRP浓度峰值超过150 μmol/L（4.65mg/L），且在沉积物表层2cm内的浓度梯度＊大。投加Phoslock®锁磷剂一天后，Phoslock®锁磷剂对表层沉积物的钝化作用非常显著，近表层的间隙水SRP浓度降低到接近检测限（0.002μmol/L，即0.062μg/L）。Phoslock®锁磷剂钝化层覆盖下0~3cm的表层沉积物中间隙水的SRP浓度在长时间尺度下表现出＊小的浓度梯度，这说明SRP在Phoslock®锁磷剂的作用下向惰性磷转变。28天后，沉积物3cm深处的间隙水SRP浓度为72μmol/L（2.23mg/L），仅为空白组的一半。图3 投加Phoslock®锁磷剂后间隙水SRP随深度的变化3、Phoslock®锁磷剂对沉积物内源释放通量的作用短期：Phoslock®锁磷剂显著改变了沉积物氮磷的释放过程，在投加一天后，沉积物SRP释放过程由“源”转变为“汇”。由于好氧厌氧界面的上移（几毫米），Phoslock®锁磷剂钝化层在短期内微弱地抑制了硝化作用。长期：28天后，实验组沉积物的SRP释放通量相对于对照组削减了45%。反硝化速率相对于空白对照组增加了44.5%，反硝化速率是投加一天后的1.5倍。图4 Phoslock®锁磷剂对沉积物内源释放通量的作用4、Phoslock®锁磷剂对浮游植物生物量和优势种群的作用Phoslock®锁磷剂的应用显著降低了生物可利用磷（SRP），这驱使蓝藻丰度和浮游植物优势种群发生了明显变化。在实验开展的50天后，实验组藻类总细胞数从初始的6.1×106个/ml降低至1.3×105个/ml。在此期间，固氮蓝藻（主要是假鱼腥藻属、鞘丝藻属和绿球藻属）的丰度从220×106个/ml下降至6.6×104个/ml，非固氮蓝藻的优势种为微囊藻，丰度为2.8×103个/ml，分别是空白对照组的23.5%和6.2%。  图5 Phoslock®锁磷剂对浮游植物生物量和优势种群的作用研究结论：1、 Phoslock®锁磷剂显著降低上覆水及间隙水中的SRP，Phoslock®锁磷剂形成的钝化层显著减缓沉积物向上覆水的磷释放通量，从而有效抑制有害藻华。2、 Phoslock®锁磷剂的投加有助于改善水体pH值和有机物沉淀，所形成的正反馈回路有利于减少沉积物内源污染释放，并通过增强硝化与反硝化作用来促进脱氮。3、 Phoslock®锁磷剂是有效预防有害藻华的措施之一，应用效益的＊佳边界条件是消除外源污染。笔者对有害藻华防治的措施提供了丰富的参考：https://hcb-1.itrcweb.org/management-and-control-strategies-for-hcbs/------------------------------------------------------------------------------------------------------------------编外语：1、 虽然本研究是在水华爆发的情景下进行的，并取得了积极的成果，但在工程应用领域，我们依旧建议将Phoslock®锁磷剂作为水华的预防措施。2、 无论您秉承的富营养化治理理念是“控磷”还是“氮磷同控”，磷都是必须控制的限制性营养元素，Phoslock®锁磷剂拥有众多优势，能够为水体富营养化治理做出贡献。更多内容后续我们会一一分享，敬请期待。

Phoslock®锁磷剂工程应用二十周年特辑——文献解读（5）Phoslock®锁磷剂自2000s首次参与工程应用以来，一直受到国内外广大科研工作者及水环境工作者的关注，并在国内外学术期刊发表了逾百篇学术论文。目前学者们对该技术产品的研究已经涉及除磷效果、沉积物修复、影响因素、生态安全、深度开发等多个领域。2022年，在该技术产品全球应用20周年之际，PET中国团队将针对热点关注话题，甄选文献加以解读分享，以便于广大科研工作者和水环境工作者深入了解Phoslock®锁磷剂的学术背景及差异化特性。--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------本期，我们针对“不同工程措施对内源磷释放控制效果”的话题，跟大家分享文献如下：文章题目：清淤疏浚与原位钝化（Phoslock®锁磷剂）控制富营养化湖泊沉积物磷负荷的效果与方式对比发表期刊：Water Research 2021年影响因子/JCR分区：11.236/Q1 文献链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.116644 研究亮点：一、 对比了清淤疏浚和Phoslock®锁磷剂两种沉积物修复技术对内源磷释放的控制效果和作用模式。二、以典型富营养化湖泊高污染负荷沉积物为研究对象，研究过程在实地现场开展，还原实际工程的作用效果。三、分析了清淤疏浚和Phoslock®锁磷剂两种修复技术对沉积物中微生物多样性的影响。四、现场实验时间长达一年，评估了清淤疏浚和Phoslock®锁磷剂两种修复技术的长效性和稳定性。--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------研究背景：从生态系统物质循环和守恒定理来讲，在进行水体修复过程中，当我们采取措施有效减少“外源污染”负荷后，“内源污染”将会由“汇”转变成“源”，向水体中释放长时间积累的营养物质，导致水质恶化（Marsden, 1989; Schindler et al., 2016; Schönach et al., 2018）。研究表明磷营养盐可以周期性地从沉积物释放到上覆水体中，造成水体富营养化和藻类生长（Jeppesen et al.，2005；Søndergaard et al., 2013; Douglas et al., 2016)。据估计富营养化湖泊中90%以上的磷都存储在底泥中（Søndergaard et al., 2013)。因此，当外源的磷输入得到有效控制后，沉积物磷释放将成为水体富营养化＊重要的治理对象之一。底泥清淤疏浚和原位钝化是库塘、湖泊、河口等水体富营养化常用的两种沉积物磷污染控制方法，选择合适的方法（清淤疏浚法和原位钝化法或联合应用）进行沉积物磷污染控制是水体有效修复的关键，甚至将在一定程度上决定修复的成功与否。目前，比较这两种方法在沉积物磷污染控制方面的研究还不多。因此，本研究通过沉积物岩心长达一年的现场培养实验，比较了Phoslock®锁磷剂（LMB，镧改性膨润土）和清淤疏浚两种修复技术对降低沉积物磷负荷（磷通量、孔隙水磷浓度、磷形态转化等指标）的有效性，并分析了这两种技术对沉积物微生物环境和多样性的影响，为富营养化湖泊沉积物磷负荷的治理方法提供了参考。研究方法：本研究所用沉积物和上覆水均采集自巢湖污染负荷较大的水域（117.3489 N; 31.687 E），设置了三种不同处理组：（1）对照组——空白对照；（2）清淤疏浚组——切割并移除沉积物表面25cm的底泥；（3）Phoslock®锁磷剂组——投加上覆水可溶性活性磷（SRP）及表层5cm沉积物中活性磷之和100倍的Phoslock®锁磷剂。以上每种处理设置18个重复，将所有样品置于现场观测平台的湖泊底部，并以湖水淹没。此后分别在第30天，60天，90天，180天，270天和360天对每组各取三个样品进行分析，测定相关指标。主要结果：1、孔隙水磷浓度变化与对照组相比，清淤疏浚和Phoslock®锁磷剂组均有效降低了沉积物孔隙水中的磷浓度，在气温较高的季节（如2019年7月，2019年10月）尤为明显。270天后，清淤疏浚和Phoslock®锁磷剂可使孔隙水平均SRP浓度分别降低60%和69%。这一结果对于富营养化湖泊沉积物内部磷负荷的管理至关重要，尤其是在可能发生藻华的夏季。Phoslock®锁磷剂显著降低了沉积物孔隙水中磷含量的同时，也降低了沉积物中磷的释放量。2、沉积物磷通量的变化与对照组相比，清淤疏浚和Phoslock®锁磷剂组均有效降低了沉积物的磷通量，在270天后，清淤疏浚和Phoslock®锁磷剂组的沉积物磷通量分别比对照组减少了80%和92%。整个观测过程与对照组相比，清淤疏浚和Phoslock®锁磷剂组的沉积物磷通量分别平均降低了82%和90%。值得注意的是，在360天的现场实验过程中，Phoslock®锁磷剂组的沉积物磷通量控制效果始终优于清淤疏浚组。3、磷形态转化活性磷，也称作不稳定态磷（Labile P），被认为是富营养化湖泊活性沉积物中磷含量的化学定义组分，这部分磷会在缺氧条件下或微生物作用下从沉积物中释放出来。因此，降低活性磷浓度是控制湖泊沉积物内源磷释放的有效方法。巢湖西部区域湖底沉积物活性磷浓度为222-435 mg/kg，平均浓度为366 mg/kg，占总磷含量的33%。现场实验结果显示，Phoslock®锁磷剂组沉积物中磷组分相对比例的变化与对照组和清淤疏浚组有显著差异。清淤疏浚和Phoslock®锁磷剂组沉积物中活性磷浓度分别为104-313mg /kg（平均194 mg/kg）和72-173 mg/kg（平均149 mg/kg）。结果表明，清淤疏浚和投加Phoslock®锁磷剂均能降低沉积物中活性磷的浓度，但清淤疏浚组中活性磷占总磷比例（26%）与对照组活性磷占比（34%）无明显差别，相比之下，Phoslock®锁磷剂组明显降低了活性磷占总磷的比例（14%）。相对于对照组，Phoslock®锁磷剂平均降低了60%以上的活性磷。另外，Phoslock®锁磷剂处理沉积物中Ca-P（惰性磷，即稳定态不释放磷）平均含量是对照和清淤疏浚组的4.6倍和5.2倍。这与之前的许多研究结果一致，即Phoslock®锁磷剂可以增加沉积物中化学定义的Ca-P组分。将沉积物中活性磷转化为惰性磷组分，有利于富营养化湖泊沉积物磷的长期管理。4、沉积物微生物多样性的变化在30-180天四次采样结果中，Phoslock®锁磷剂组的微生物多样性指数均高于对照组，而在30-60天和270-360天采样结果中，清淤疏浚组的微生物多样性指数均低于对照组。结果表明， Phoslock®锁磷剂可以在沉积物-水界面上形成一个2-3 mm的薄层，创造出一种沉积物-水界面的新型微环境，有利于不同微生物在沉积物表面生长，从而提高沉积物微生物群落多样性。另一方面，清淤疏浚清除了大部分表层沉积物以及相关的微生物，改变了沉积物表层微环境，导致微生物多样性指数降低，不过随着时间的推移，清淤疏浚组的微生物群落又可以逐渐恢复。5、两种内源磷控制模式及其对沉积物修复的启示在本研究中，清淤疏浚和Phoslock®锁磷剂都被证明可以降低沉积物的活性磷浓度，从而降低沉积物-水界面的磷通量。下图为清淤疏浚和Phoslock®锁磷剂对沉积物内源磷负荷控制机制的示意图。在原位钝化机制中，Phoslock®锁磷剂能显著减少沉积物磷通量，降低孔隙水磷浓度，将活性磷转化为惰性磷。清淤疏浚的目的是清除＊上层营养丰富的沉积物，以减少总营养物质存量，也减少有机物中的可吸收碳，这可能会促进微生物驱动的缺氧条件的发展，导致营养物质释放。然而，由于新的富含营养和有机质的沉积物积累，清淤疏浚的效果很可能随着时间的推移而逐渐减弱。相比之下，Phoslock®锁磷剂的作用更为普遍，因为生物扰动可以将Phoslock®锁磷剂和新的沉积物混合在一起，而不受温度或氧化还原状态的影响，Phoslock®锁磷剂会将不稳定的磷转变成稳定的形式，不让其参与水体中物质循环。研究结论：本研究通过沉积物长期现场培养实验，比较了Phoslock®锁磷剂原位钝化和清淤疏浚对富营养化湖泊沉积物内源磷控制的有效性，主要结论如下：1、与对照组沉积物相比，Phoslock®锁磷剂原位钝化和清淤疏浚均能降低孔隙水磷浓度和沉积物磷通量。从本研究中测定的孔隙水磷浓度和通量的季节变化来看，Phoslock®锁磷剂原位钝化比清淤疏浚效果更佳。2、Phoslock®锁磷剂原位钝化显著降低了沉积物中活性磷的含量，提高了沉积物中惰性磷的比例。3、Phoslock®锁磷剂原位钝化显著降低了沉积物中活性磷的含量，提高了沉积物中惰性磷的比例。4、本研究的结果表明，Phoslock®锁磷剂可为水体富营养化治理提供更多的选择，以控制沉积物内源磷负荷释放。------------------------------------------------------------------------------------------------------------------编外语：1、 清淤疏浚和底泥原位钝化都是控制内源污染的有效手段，两种方法可以单独使用，也可以联合使用，两种技术并不冲突，近年来我们成功实施了数个Phoslock®锁磷剂与清淤疏浚联合使用的案例。2、 两种技术的选择除了要考虑技术效果外，还需要综合考虑水体沉积物污染的具体情况，以及投资成本，底泥无害化处理，生态安全等多项因素。3、 外源污染得到有效控制后，内源污染将成为水体富营养化的主要诱因，在未来，将会出现低浓度超标、轻度富营养化、微污染等一系列新的普遍问题，Phoslock®锁磷剂可作为解决这些问题的措施之一。更多内容后续我们会一一分享，敬请期待。

Phoslock®锁磷剂工程应用二十周年特辑——文献解读（4）Phoslock®锁磷剂自2000s首次参与工程应用以来，一直受到国内外广大科研工作者及水环境工作者的关注，并在国内外学术期刊发表了逾百篇学术论文。目前学者们对该技术产品的研究已经涉及除磷效果、沉积物修复、影响因素、生态安全、深度开发等多个领域。2022年，在该技术产品全球应用20周年之际，Phoslock中国团队将针对热点关注话题，甄选文献加以解读分享，以便于广大科研工作者和水环境工作者深入了解Phoslock®锁磷剂的学术背景及差异化特性。--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------本期，针对Phoslock®锁磷剂在控制沉积物磷释放模式及影响因素方面的话题，分享文献如下：文章题目：Phoslock®锁磷剂控制浅水型湖泊（英国Flemington湖）沉积物磷释放的模式评估发表期刊：Water Research 2021年影响因子/JCR分区：11.236/Q1 文献链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2013.05.017 研究亮点：一、首次对Phoslock®锁磷剂工程应用进行了前后长达一年的跟踪研究，对工程实践具有直接的指导意义；二、量化Phoslock®锁磷剂对沉积物元素组成和磷鏊合特性的影响；三、确定在厌氧、好氧条件下，有效控制Flemington湖沉积物磷释放所需的剂量；四、搭建了一个有益于提高Phoslock®锁磷剂成本效率的概念模型，并对如何高效应用Phoslock®锁磷剂进行湖泊水环境修复进行了探讨。--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------研究背景：浅水湖泊是水生态系统的重要组成部分，然而，许多浅水湖泊因受到过多的人为影响，致使其生态结构和功能遭到损害。富营养化对浅水湖泊形成了严重威胁，而磷的控制与削减在水生态修复项目中至关重要。在水生态修复项目中，外源污染负荷得到有效控制后，沉积物和上覆水之间的磷循环成为浅水湖泊水体中磷的主要来源。目前有多种手段可以通过削减内源污染负荷来促进水生态修复的整体进程，由澳大利亚联邦科学与工业研究组织研发的技术产品--镧改性膨润土（Phoslock）就是有效的内源控制手段之一。本研究以典型的富营养化浅水湖泊为对象，长期跟踪监测了Phoslock®锁磷剂工程应用前后沉积物磷的变化，评估其对沉积物中磷污染释放的控制效果。研究对象：Flemington湖位于英国苏格兰，是一个高碱度、富营养化的浅水型湖泊。水域面积15ha（225亩）,平均水深0.75 m，＊大水深2.9 m，水深分布和取样点分布图如下图所示： 主要结果：1、质量衡算分析根据本工程Phoslock®锁磷剂的投加量计算，可鏊合沉积物表层4cm中25%的Pmobile（活性磷：不稳定性磷、还原性溶解态磷、有机磷之和），或者表层10cm当中10%的Pmobile。2、沉积物元素组成的变化相较投加前，投加Phoslock®锁磷剂后的四个月内，沉积物中镧含量显著增加。而其他可与磷结合的阳离子Al、Ca、Fe、Mn在投加前后没有显著变化。3、沉积物中磷形态的变化投加Phoslock®锁磷剂后7-12个月内，沉积物中以磷石灰（惰性磷）形态存在的磷相较于应用前显著增加。4、Phoslock®锁磷剂投加试验研究了水体中溶解氧浓度、pH值和电导率的变化对Phoslock ®锁磷剂效力的影响。研究结论：1、应用Phoslock®锁磷剂可以显著增加沉积物中的镧含量，相当于可以钝化沉积物表层10cm中Pmobile的10%。2、应用Phoslock®锁磷剂后，沉积物中的惰性磷占比显著增加，可永久有效减少沉积物向上覆水的磷释放通量。3、在好氧条件下，相对低剂量的Phoslock®锁磷剂就足以控制沉积物的磷释放；在厌氧情况下，则需适当加大的剂量来有效控制沉积物磷的释放。4、根据概念模型，少量多次的投加方式能够提高成本效率。------------------------------------------------------------------------------------------------------------------编外语：1、Phoslock®锁磷剂与磷鏊合形成的生物惰性沉淀非常稳定，不再参与沉积物与上覆水之间的磷循环，也即不再释放。2、概念模型揭示了Phoslock®锁磷剂可遵循“少量多次”的投加原则，以提高成本效率。更多内容后续我们会一一分享，敬请期待。

Phoslock®锁磷剂工程应用二十周年特辑——文献解读（3）Phoslock®锁磷剂自2000s首次参与工程应用以来，一直受到国内外广大科研工作者及水环境工作者的关注，并在国内外学术期刊发表了逾百篇学术论文。目前学者们对该技术产品的研究已经涉及除磷效果、沉积物修复、影响因素、生态安全、深度开发等多个领域。2022年，在该技术产品全球应用20周年之际，Phoslock中国团队将针对热点关注话题，甄选文献加以解读分享，以便于广大科研工作者和水环境工作者深入了解Phoslock®锁磷剂的学术背景及差异化特性。--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------本期，针对Phoslock®锁磷剂的科学原理、研发历程、实验历程、有效性佐证及安全性佐证方面的综述，分享文献如下：文章题目：镧改性膨润土应用于地表水富营养化治理的研究进展 发表期刊：Water Research2021年影响因子/JCR分区：11.236/Q1 文献链接：Eutrophication management in surface waters using lanthanum modified bentonite: A review - ScienceDirect 研究亮点：一、本文对Phoslock®锁磷剂的科学原理、研发及实验历程、有效性佐证及安全性佐证进行了论述。二、截至本文发表，Phoslock®锁磷剂在实验室尺度、中型生态系统尺度及整体湖泊尺度上均进行了广泛的实验，并已在全球200多个项目中得到了应用。三、已有的案例及研究数据充分验证了Phoslock®锁磷剂可高效去除可溶性磷酸盐。四、在Phoslock®锁磷剂投加期间及之后，游离镧浓度均低于不同生物物种的急性毒理阈值。五、迄今为止，Phoslock®锁磷剂对水生态环境产生负面影响的研究案例及论文发表数量保持为零。 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------研究背景：越来越多的学者热衷于研究和利用地质工程材料来控制沉积物中磷的释放。目前，已有一系列材料正在开展中小尺度的示范性应用，并且越来越多的新材料被提议使用。然而，这些材料的化学性质和有效性各不相同，因此，在工程领域广泛应用之前，有必要开展多种尺度的实验对其进行全面评估。镧和其他稀土元素与可溶性磷酸盐有着天然的强烈亲和力。基于其丰度和单一氧化状态，镧被视为水生环境中用于螯合可溶性磷酸盐有前景的稀土元素。研究对象：镧改性膨润土（LMB,商业名称为Phoslock®锁磷剂），自20世纪90年代由澳大利亚联邦科学与工业研究组织研发以来，已经在实验室尺度、中型生态系统尺度和整体湖泊尺度上进行了广泛的科学实验，并在全球范围内成功应用于200多个水体（截至文章发表）以解决富营养化问题（案例分布：50%欧洲、30%澳大利亚及新西兰、13%北美洲、2%亚洲、1%非洲及南美洲）。即便如此，关于Phoslock®锁磷剂有效性的综述类文献却较少，这无疑限制了水环境管理者根据数据及证据更加广泛应用Phoslock®锁磷剂的决策能力。此外，很多“灰色文献”（未公开出版的文献）中记录了丰富的实验室和现场实验结论，但这些报告往往是由行业和环境监管机构委托编制的，科学界及工程界的获取途径受限。为了解决这一问题，本文基于多个科研组织对Phoslock®锁磷剂开发和论证的工作，评估了Phoslock®锁磷剂的集体证据库。 主要结果：1.Phoslock®锁磷剂除磷效能方面的多重多尺度研究都证实：在多种环境条件下，Phoslock®锁磷剂对水柱可溶性磷酸盐的螯合效率及沉积物磷释放通量的钝化效力显著，可达到“泥水同控”。（表1）表1 Phoslock®锁磷剂用于水体控磷并促进水生态修复部分案例佐证2. Phoslock®锁磷剂投加期间及之后，游离镧浓度均低于不同生物物种的急性毒理阈值（表2）。表2 Phoslock®锁磷剂及镧的生态毒理学阈值详细评估（部分）研究结论：1.Phoslock®锁磷剂除磷效能方面的多重多尺度研究都证实：在多种环境条件下，Phoslock®锁磷剂对水柱可溶性磷酸盐的螯合效率及沉积物磷释放通量的钝化效力显著，可达到“泥水同控”。2. 其他竞争性含氧阴离子的存在会干扰Phoslock®锁磷剂与可溶性磷酸盐的螯合。3. Phoslock®锁磷剂投加期间及之后，游离镧浓度均低于不同生物物种的急性毒理阈值。4. 经Phoslock®锁磷剂处理后地表水的相关人类健康风险可忽略不计。5. 迄今为止，Phoslock®锁磷剂对水生态环境产生负面影响的研究案例及论文发表数量保持为零。但这一方面仍值得持续进行大尺度的长期研究。 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------编外语：1. 在澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）为Phoslock®锁磷剂商业化之前，这一材料就已经在多种尺度、多种情境下得到了广泛的评估与验证，这一些列工作构成了一个全面的、科学的、严谨的研发推广过程。2. Phoslock®锁磷剂不但强调效能，而且强调安全性。Phoslock®锁磷剂在全球范围内积累更多应用案例的同时，有越来越多的科学文献和科研工作佐证其安全性，而且这项工作一直在持续进行。更多内容后续我们会一一分享，敬请期待。

Phoslock®锁磷剂工程应用二十周年特辑——文献解读（2）Phoslock®锁磷剂自2000s首次参与工程应用以来，一直受到国内外广大科研工作者及水环境工作者的关注，并在国内外学术期刊发表了逾百篇学术论文。目前学者们对该技术产品的研究已经涉及除磷效果、沉积物修复、影响因素、生态安全、深度开发等多个领域。2022年，在该技术产品全球应用20周年之际，Phoslock中国团队将针对热点关注话题，甄选文献加以解读分享，以便于广大科研工作者和水环境工作者深入了解Phoslock®锁磷剂的学术背景及差异化特性。本期，针对水质理化指标和水生植物群落响应方面的话题，分享文献如下：文章题目：18个湖泊应用Phoslock®锁磷剂后水质及水生植物群落的响应研究发表期刊：Water Research2021年影响因子/JCR分区：11.236/Q1文献链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135415301718?via%3Dihub研究亮点：一、对18个应用Phoslock®锁磷剂的湖泊连续跟踪监测了24个月，并对湖泊的总磷、溶解性活性磷、叶绿素a、塞氏盘深度、大型水生植物物种数量及大型水生植物＊大定植深度进行了研究。二、应用Phoslock®锁磷剂后，湖泊水体总磷、溶解性活性磷和叶绿素a浓度显著降低。湖体水质提升是应用Phoslock®锁磷剂的直接结果。三、Phoslock®锁磷剂应用后的24个月间，大型水生植物的物种数量普遍得到了恢复。应用前后，大型水生植物的物种中位数从5.5种增加到7.0种。四、Phoslock®锁磷剂应用后的24个月间，大型水生植物的＊大定植深度普遍增加。应用前后，大型水生植物的＊大定植深度中位数从1.8m增加到2.5m。---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------研究背景：Phoslock®锁磷剂的学术名称为“镧改性膨润土”（Lanthanum Modified Bentonite；LMB）。该产品被广泛作为地质工程方法用以抑制湖泊沉积物向上覆水的磷释放通量。水体富营养化是全球＊主要的水环境问题。减少营养盐的输入是解决富营养化问题的关键。研究表明，磷是水体富营养化的主要限制因子，磷负荷的削减成为富营养化治理的关键。然而，在外源磷负荷得到控制后，湖泊的水质好转仍需多年，甚至数十年之久。湖泊水质对外源污染负荷削减相应延迟的主要原因之一是沉积物中积累了大量的磷，会向上覆水体再释放，形成内源磷负荷，较长时间地维持水中磷的高浓度。因此，在削减外源磷输入后，控制湖泊内源磷负荷是加快湖泊修复的关键治理措施。Phoslock®锁磷剂作为内源原位修复技术的领创者，能够在显著降低上覆水磷浓度的同时，有效抑制沉积物磷的释放通量，达到“泥水共治”的效果。研究对象：Phoslock®锁磷剂目前在全球20多个国家，共有300多个成功的应用案例。但目前针对Phoslock®锁磷剂在多种类型湖泊应用中的水质理化指标及水生植物群落响应方面的研究则很少。本研究对18个应用了Phoslock®锁磷剂的湖泊进行了连续跟踪监测（表1），呈现了投加Phoslock®锁磷剂（投加量1.4~6.7吨/公顷）后的24个月内，湖泊总磷（15个湖泊）、溶解性活性磷（14个湖泊）、叶绿素a（15个湖泊）、塞氏盘深度（15个湖泊）、大型水生植物物种数量（6个湖泊）及大型水生植物＊大定植深度（4个湖泊）的变化。表1 研究对象水体概况及Phoslock®锁磷剂投加量概况 主要结果：1、水质理化指标响应数据表明，应用Phoslock®锁磷剂后，18个湖泊的年均总磷浓度显著下降（0.08mg/L降至0.03mg/L），尤其是对于秋冬季节效果更加明显（秋季：0.08mg/L降至0.03mg/L；冬季：0.08mg/L降至0.02mg/L）。同时也监测到溶解性活性磷的年均、夏季、秋季以及冬季的浓度显著下降（年均：0.019mg/L降至0.005mg/L；夏季：0.018mg/L降至0.004mg/L；秋季：0.019mg/L降至0.005mg/L；冬季：0.033mg/L降至0.005mg/L）。应用Phoslock®锁磷剂后，各湖泊的总磷浓度存在差异性，但均与溶解性有机碳浓度呈正相关。应用Phoslock®锁磷剂后，夏季叶绿素a 浓度的响应与赛氏盘深度显著相关，第75百分位数的变化区间分别为119 μg/L 降至74 μg/L；398 cm 增至506 cm。Phoslock®锁磷剂的应用，显著改善了湖泊水质。 2、水生植物群落响应应用Phoslock®锁磷剂后，大型水生植物的物种数量普遍得到了恢复。应用前后，大型水生植物的物种中位数从5.5种增加到7.0种，＊大定植深度中位数从1.8m增加到2.5m（图1）。双因素方差分析表明（表2），大型水生植物物种数量的响应具有湖泊特异性，与Phoslock®锁磷剂应用的显著性不突出，湖泊与Phoslock®锁磷剂应用之间没有显著的相互作用。然而，分析显示＊大定植深度的响应与Phoslock®锁磷剂应用的显著性明显，而且通过湖泊与Phoslock®锁磷剂应用之间显著的相互作用也反映出＊大定植深度的响应同样具有湖泊特异性。Phoslock®锁磷剂的应用，显著改善了湖泊水质，进而改善了湖泊水生态环境。   图1 大型水生植物物种及大型水生植物＊大定植深度变化表2 双因素方差分析结果研究结论：1、在应用Phoslock®锁磷剂后的24个月监测周期内，湖泊水体的总磷浓度及溶解性活性磷浓度显著下降。2、在应用Phoslock®锁磷剂后的24个月监测周期内，叶绿素a浓度显著下降，塞氏盘深度显著提升，且这种响应在夏季＊为明显。3、在应用Phoslock®锁磷剂后的24个月监测周期内，大型水生植物的物种数量和＊大定植深度均得到了恢复和提升。4、在应用Phoslock®锁磷剂后的24个月监测周期内，湖泊总磷、溶解性活性磷和叶绿素a浓度的中值与溶解性有机碳浓度呈正相关，表明溶解性有机碳可能是影响Phoslock®锁磷剂发挥效用的因素之一。5、由于双因素方差分析的对象仅涉及18个湖体，因此并不具备广泛的代表性。笔者建议需对影响目标水体生态结构及功能性的过程进行全面的应用前、应用后评估，以便为今后使用Phoslock®锁磷剂提供更多信息和依据。编外语：1、地质工程方法（Geo-Engineering）在全球已经发展为控制水体内源污染的主要措施之一，在应用前、后做好充分且客观的评估是效果体现的关键。2、Phoslock®锁磷剂作为内源原位修复技术的领创者，能够在显著降低上覆水磷浓度的同时，有效抑制沉积物磷的释放通量，达到“泥水共治”的效果。3、Phoslock®锁磷剂有助于水生生境的构建与恢复，能够对清水型生态系统的构建提供有力的支撑与保障。更多内容后续我们会一一分享，敬请期待。