富營養(yǎng)化湖泊中大型植物的衰退正在改變沉積物中的物質(zhì)循環(huán)，然而針對這些變化中砷（As）的轉(zhuǎn)化響應(yīng)機制仍不明確。本研究采用高分辨率滲析法，對水生植物優(yōu)勢區(qū)（ MD）和藻類優(yōu)勢區(qū)（AD）沉積物孔隙水中的溶解態(tài)As進(jìn)行了多季節(jié)觀測，解析了沉積物As形態(tài)分異與環(huán)境變化的關(guān)聯(lián)，揭示了As的轉(zhuǎn)化過程。結(jié)果表明：大型植物向藻類優(yōu)勢區(qū)轉(zhuǎn)變會強化沉積物As釋放。AD區(qū)孔隙水溶解As在夏季達(dá)峰值120.36 μg/L，釋放強度最高；而MD區(qū)在春季呈現(xiàn)顯著As釋放特征（34.92 μg/L）。春季MD區(qū)植物殘體分解酸化與有機質(zhì)（OM）絡(luò)合作用共同促進(jìn)了吸附態(tài)As的釋放；夏季AD區(qū)則通過鐵（Fe）氧化物還原溶解與溶解性磷（P）的吸附位點競爭驅(qū)動As釋放。值得注意的是，MD區(qū)沉積物夏季高腐殖化程度與低氧化還原電位促進(jìn)了As-S共沉淀，反而導(dǎo)致As被固定而非釋放，這與"暖季促進(jìn)沉積物As釋放"的傳統(tǒng)認(rèn)知形成鮮明對比。富營養(yǎng)化湖泊中水生植物向藻類的演替可能加劇As釋放風(fēng)險，這一過程值得深入探究。

大型植物與藻類主導(dǎo)的生態(tài)體系對沉積物中砷（As）的轉(zhuǎn)化過程具有差異性影響。在 AD區(qū)，孔隙水中溶解態(tài)As濃度在夏、秋季顯著高于冬、春季的低值；而MD區(qū)孔隙水溶解態(tài)As濃度則在春季達(dá)到峰值，反映出截然不同的As釋放機制。進(jìn)一步分析表明，沉積物中鐵（Fe）氧化物和As-S共沉淀物是驅(qū)動As形態(tài)轉(zhuǎn)化的主要來源。MD區(qū)春季大型植物殘體分解導(dǎo)致pH降低并釋放有機質(zhì)（OM），通過酸化作用與有機質(zhì)絡(luò)合促進(jìn)吸附態(tài)As的解吸釋放。AD區(qū)夏季則通過鐵（Fe）氧化物的還原溶解釋放固持態(tài)As，成為該生態(tài)體系下As釋放的主要途徑。此外，孔隙水中總磷（TP）濃度的升高顯著增強了As的溶解遷移能力。值得注意的是，MD與AD區(qū)間溶解態(tài)錳（Mn）濃度的差異表明，沉積物中有機質(zhì)（OM）分解可能通過改變（Mn）氧化物的存在狀態(tài)，調(diào)控As的形態(tài)轉(zhuǎn)化與空間分布。研究結(jié)果證實，大型植物與藻類主導(dǎo)的湖泊生態(tài)系統(tǒng)沉積物As轉(zhuǎn)化過程存在顯著差異。隨著富營養(yǎng)化加劇與大型植物的衰退，沉積物As溶解釋放過程可能進(jìn)一步強化，這一趨勢亟待后續(xù)研究重點關(guān)注。

在水災(zāi)害防御全國重點實驗室燕文明團隊的研究中，HR-Peeper（高分辨率孔隙水采樣裝置）在監(jiān)測沉積物孔隙水中的化學(xué)變化方面發(fā)揮了重要作用。HR-Peeper通過毫米級高分辨率采樣，精確采集沉積物孔隙水中的砷濃度，幫助揭示砷在沉積物-水界面的擴散規(guī)律和釋放機制。其原位監(jiān)測功能避免了樣品在采集和運輸過程中的污染，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。此外，HR-Peeper能夠?qū)崟r捕捉沉積物孔隙水中砷濃度的動態(tài)變化，分析其與環(huán)境因子（如pH值、溶解氧）的關(guān)系。這些功能為研究湖泊系統(tǒng)從以大型植物為主向以藻類為主轉(zhuǎn)變對沉積物中砷釋放的影響提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持，為湖泊生態(tài)系統(tǒng)管理和污染治理提供了科學(xué)依據(jù)。