The byproducts of anaerobic biogeochemical processes, many mediated at the sediment–water interface, can degrade water quality in the bottom of reservoirs. Using both experimental sediment–water chambers and field monitoring, this study assessed nutrient and metals cycling in the profundal zone of hypereutrophic Hodges Reservoir, San Diego (maximum depth = 29.1 m; maximum surface area = 6.0 km 2 ). A focus of the study was methylmercury (MeHg), a toxic form of mercury that bioaccumulates in aquatic food webs. Results confirmed that oxic conditions repressed release of redox-sensitive compounds (e.g., MeHg, ammonia, phosphate, manganese) from profundal sediment, though high sediment oxygen demand complicated experimental efforts to maintain a well-oxygenated sediment–water interface. In both experimental chambers and in the reservoir, patterns of MeHg cycling correlated with manganese cycling, suggesting that moderately low redox conditions that stimulate reductive dissolution of manganese also enhance net Hg methylation. Sediment MeHg flux was tightly coupled with sulfate uptake under moderately reduced conditions, reinforcing the link between sulfate-reducing bacteria and Hg methylation. Results highlight the fact that hypolimnetic oxygenation in Hodges Reservoir using pure oxygen gas, which is planned for spring 2020, must maintain high oxygen concentrations at the profundal sediment–water interface. In addition, results indicate that the presence of manganese in surface water can be used as an indicator of oxygenation’s effectiveness in lowering rates of internal nutrient and MeHg loading.

中文翻译：

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富营养化供水水库深部甲基汞和其他氧化还原敏感化合物的循环

厌氧生物地球化学过程的副产品，许多在沉积物-水界面介导，可以降低水库底部的水质。本研究使用实验性沉积物-水室和现场监测，评估了圣地亚哥超富营养化 Hodges 水库深部区域的养分和金属循环（最大深度 = 29.1 m；最大表面积 = 6.0 km 2 ）。研究的重点是甲基汞 (MeHg)，这是一种有毒形式的汞，可在水生食物网中生物累积。结果证实，有氧条件抑制了深部沉积物中氧化还原敏感化合物（例如，甲基汞、氨、磷酸盐、锰）的释放，尽管高沉积物需氧量使维持充氧良好的沉积物 - 水界面的实验工作变得复杂。在实验室和水库中，MeHg 循环的模式与锰循环相关，这表明刺激锰还原溶解的中等低氧化还原条件也会增强净 Hg 甲基化。在适度减少的条件下，沉积物甲基汞通量与硫酸盐吸收紧密耦合，加强了硫酸盐还原细菌与汞甲基化之间的联系。结果强调了一个事实，即计划于 2020 年春季使用纯氧气在霍奇斯水库中进行的水下氧化作用必须在深部沉积物 - 水界面处保持高氧浓度。此外，结果表明，地表水中锰的存在可用作氧合在降低内部养分和甲基汞负载率方面的有效性的指标。这表明刺激锰还原溶解的中等低氧化还原条件也会增强净汞甲基化。在适度减少的条件下，沉积物甲基汞通量与硫酸盐吸收紧密耦合，加强了硫酸盐还原细菌与汞甲基化之间的联系。结果强调了一个事实，即计划于 2020 年春季使用纯氧气在霍奇斯水库中进行的水下氧合必须在深部沉积物 - 水界面保持高氧浓度。此外，结果表明，地表水中锰的存在可用作氧合在降低内部养分和甲基汞负载率方面的有效性的指标。这表明刺激锰还原溶解的中等低氧化还原条件也会增强净汞甲基化。在适度减少的条件下，沉积物甲基汞通量与硫酸盐吸收紧密耦合，加强了硫酸盐还原细菌与汞甲基化之间的联系。结果强调了一个事实，即计划于 2020 年春季使用纯氧气在霍奇斯水库中进行的水下氧化作用必须在深部沉积物 - 水界面处保持高氧浓度。此外，结果表明，地表水中锰的存在可用作氧合在降低内部养分和甲基汞负载率方面的有效性的指标。在适度减少的条件下，沉积物甲基汞通量与硫酸盐吸收紧密耦合，加强了硫酸盐还原细菌与汞甲基化之间的联系。结果强调了一个事实，即计划于 2020 年春季使用纯氧气在霍奇斯水库中进行的水下氧化作用必须在深部沉积物 - 水界面处保持高氧浓度。此外，结果表明，地表水中锰的存在可用作氧合在降低内部养分和甲基汞负载率方面的有效性的指标。在适度减少的条件下，沉积物甲基汞通量与硫酸盐吸收紧密耦合，加强了硫酸盐还原细菌与汞甲基化之间的联系。结果强调了一个事实，即计划于 2020 年春季使用纯氧气在霍奇斯水库中进行的水下氧化作用必须在深部沉积物 - 水界面处保持高氧浓度。此外，结果表明，地表水中锰的存在可用作氧合在降低内部养分和甲基汞负载率方面的有效性的指标。必须在深部沉积物 - 水界面保持高氧浓度。此外，结果表明，地表水中锰的存在可用作氧合在降低内部养分和甲基汞负载率方面的有效性的指标。必须在深部沉积物 - 水界面保持高氧浓度。此外，结果表明，地表水中锰的存在可用作氧合在降低内部养分和甲基汞负载率方面的有效性的指标。