长江重庆段溶解性有机物的荧光特性分析

利用三维荧光光谱(EEMs),并结合平行因子分析(PARAFAC)及主成分分析(PCA),研究了长江重庆段溶解有机物(DOM)的荧光组分特征及其污染来源,并探讨了荧光强度同溶解性有机碳(DOC)及溶解氧(DO)的相关性.结果表明,PARAFAC模型识别出长江重庆段DOM由2类6个荧光组分组成,即类腐殖质荧光组分C1(350/422 nm)、C4(245,305/395 nm)、C5(260,340/420 nm)、C6(260/480 nm)及类蛋白荧光组分C2(275/300 nm)、C3(227,278/329 nm).在DOM来源组成中,陆源的类腐殖质含量占62.56%,类蛋白物质含量占31.31%.类腐殖质组分的荧光强度同DOC的含量存在明显的线性正相关(r=0.73),类蛋白组分的荧光强度同DO的含量呈明显的线性负相关(r=0.80).EEMs-PARAFAC不仅可以表征长江重庆段DOM的光谱特征,示踪长江重庆段的有机污染程度,还可以为三峡库区水体保护提供依据.     

太湖水体有机质荧光特征及其来源解析

水体颗粒态(POM)和溶解态有机物(DOM)的形成、转化、归宿及其相伴随的营养盐再生过程在湖泊蓝藻水华暴发过程中扮演着非常重要的营养盐供给者的角色。为了检验POM和DOM荧光特征及其来源的差异性,分别于2014年8月和2015年2月在太湖采集了68(34×2)个样品,利用POM-DOM PARAFAC三维荧光模型及地统计学法对夏、冬季节POM和DOM的荧光特征及其来源进行解析,以期为湖泊富营养化的治理和蓝藻水华的控制提供基础资料。结果表明,夏、冬季节DOM均发现了4类荧光峰(T、D、A和C峰),而夏、冬季节POM荧光峰类型存在明显季节差异,夏季POM出现6类荧光峰(B、D、M、C、A和未知荧光峰U峰),冬季POM出现5类荧光峰(T、D、M、C和A峰);夏季POM类酪氨酸荧光峰D峰激发波长为300 nm,出现明显的"蓝移"现象,说明夏季POM类酪氨酸荧光物质的分子量、缩聚度和芳香度小于其他季节有机质。POM(C1p~C5p)和DOM(C1d~C5d)均存在5种荧光组分,分别是类色氨酸(C1和C2)、类腐殖质(C3和C4)及类酪氨酸(C5)。POM和DOM荧光组分特征存在明显的时空差异;夏季POM以组分C5为主,各荧光组分高值区均分布在竺山湾区域;冬季POM以组分C3为主,各荧光组分高值区均集中在湖心区;而夏、冬季节DOM均以类蛋白组分C2、C1和C5为主(相对含量C2dC1dC5d),各荧光组分高值区均分布在竺山湾区域;夏、冬季节太湖藻型湖区POM类色氨酸组分(C1和C2)较草型湖区多(t=2.003,P=0.040;t=3.465,P=0.002),而DOM类色氨酸组分在不同类型湖区所占比重并无显著差异(P0.05)。综合POM和DOM的块金系数和荧光指数可知,冬季DOM整体表现出较强的自生源特征,夏季DOM、冬季POM、夏季POM均同时受内源和外源的双重影响,其中夏季POM受外源影响相对强烈。     

夏季渭河西安段溶解性有机质(DOM)的特征、分布及来源分析

通过紫外吸收光谱,三维荧光光谱结合平行因子分析(EEMs-PARAFAC)方法及主成分分析(PCA),研究了夏季渭河西安段水体中的溶解性有机质(DOM)的组成、来源,及其与水质指标的相关性.在研究区域共检出2种类别5个不同的DOM组分,分别为类腐殖质荧光组分C1、C2、C3、C5和1个类蛋白类荧光组分C4,5个组分具有同源性.对比分析光谱斜率S、SUVA₂₅₄、α355和DOC浓度,上游(S1—S5)和下游(S13—S17)各组分分子量和腐殖化程度接近但来源有所差异,中游(S6—S12、S18—S19)分子量和腐殖化程度最低;研究区域DOM和CDOM浓度值变化基本保持一致.通过三维光谱参数和主成分分析进行DOM源解析,内源贡献率为72.36%,外源贡献率为12.45%,累计方差贡献率为84.81%;污废水排放是组分C1、C4的主要来源,C2、C3、C5则来源于城市景观水体和湿地公园中微生物和浮游动植物的活动产生,TN与外源具有较好的相关性而TP与内源相关性较高.水质指标DO、DOC、COD、TN、TP与DOM组分有较强的相关性.在此基础上建立了多元线性回归方程,一定程度上能够利用荧光组分组成和特征反映渭河夏季的水质状况.     

大汶河-东平湖CDOM的荧光特征及与营养物质的耦合关系

东平湖作为南水北调东线工程最后一级调蓄水湖以及山东省西水东调的水源地,其水质状况对受水区的用水安全起着决定性作用。结合2014年夏季对大汶河和东平湖有色可溶性有机物(CDOM)三维荧光的测定分析,探讨了夏季大汶河输入对东平湖CDOM的贡献及荧光强度与叶绿素a(Chla)、化学需氧量(COD)和溶解态有机碳(DOC)的关系。利用平行因子分析法对CDOM三维荧光图谱进行解析,获得4种荧光组分,其中组分1和组分3为类腐殖质荧光、组分2和组分4为类蛋白荧光;从大汶河汶口坝到东平湖出湖口处,类腐殖质荧光强度逐渐增强,类蛋白荧光强度呈递减趋势,且大汶河类蛋白荧光较东平湖高(t=2.408,P=0.032),反映了夏季丰水期大汶河主要向东平湖输入类蛋白荧光物质。东平湖类腐殖质荧光组分C1(r=0.927,P=0.003)、C3(r=0.763,P=0.046)均与DOC具有显著相关性,这表明类腐殖质是东平湖DOC的重要组成部分;而大汶河CDOM各组分与DOC相关性均不显著(P0.05),可能是因为CDOM在大汶河中受光降解、微生物降解等作用以及水体p H的影响,造成大汶河CDOM组分中的腐殖酸、富里酸、蛋白类物质以及一些非荧光类物质在DOC中所占比例不同。东平湖荧光组分C1(r=0.804,P=0.029)、大汶河荧光组分C2(r=0.912,P=0.002)均与COD具有相关性,说明荧光强度可以间接反映水体中被氧化的有机物含量。大汶河CDOM类蛋白荧光组分C2(r=0.937,P=0.001)、C4(r=0.782,P=0.022)均与Chla存在相关性,说明浮游植物是大汶河类蛋白物质的重要来源。     

丹江口水库表层沉积物有色可溶性有机物空间分布特征及其来源分析

利用三维荧光光谱(Excitation-emission matrices,EEMs)与平行因子分析模型(Parallel factor analysis,PARAFAC)技术研究丹江口水库表层沉积物有色可溶性有机物(Chromophoric dissolved organic matter,CDOM)荧光组分、空间分布特征和来源,以及不同组分荧光强度与其它沉积物指标的相关性.结果表明,丹江口水库37个采样点CDOM由3类5个荧光组分组成,即类蛋白组分C1(285/345 nm)和C2(225,270/335 nm);陆源类腐殖质组分C3(260/450 nm)和C4(360/450 nm)及自生源类腐殖质组分C5(225,310/405 nm).其中代表类蛋白组分的C1和C2占较高比例,占总荧光强度的百分比的平均值为46.37%,C3与C4和C5占总组分的比例平均值分别为34.33%和19.31%.空间分布上3种荧光峰高值都集中在汉江的入湖河口处及丹江库区居民较多的城镇处,且呈现河流大于库区的趋势.荧光指数(FI)、腐殖化指数(HIX)和生物源指数(BIX)都表明丹江口水库沉积物CDOM的来源具有陆源及生物源的双重特征,陆源主要来源于汉江干流和周边城市居民的活动,以及部分区域农业畜禽养殖;生物源主要来自微生物及藻类的降解.相关性分析说明沉积物CDOM与N、P元素的迁移和转化有密切的关系.     

渔业养殖区藻源溶解性有机质性质特征对汞甲基化影响

溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)是水生生态系统中的重要成分,能够显著影响汞的甲基化等形态变化过程.以近岸渔业养殖区藻源DOM为研究对象,运用傅里叶变换红外光谱和三维荧光光谱技术,对其结构特征进行表征;并选取总有机碳浓度TOC_DOM=10 mg·L^-1(DOM₁₀)和TOC_DOM=50 mg·L^-1(DOM₅₀)两种水平藻源DOM提取液,分析其在不同汞浓度条件下对汞甲基化过程的影响.结果表明,藻源DOM主要由类蛋白和类腐殖质组分组成,其中前者含量较高,疏水及芳香组分含量较低;红外光谱显示藻源DOM中含有—OH、—CH₃、—CH₂、芳香性C=C等官能团.甲基化实验表明,在溶液中DOM含量相对较少时(DOM:Hg浓度比≤15625),DOM表现出抑制汞甲基化的趋势,而当溶液中DOM含量逐渐升高(DOM:Hg浓度比>15625),DOM可以显著促进水体中汞向甲基汞的转化.藻源...     

浮水植物处理对猪场污水中可溶性有机物组成的影响

采集江西省余江县规模化猪场污水,选取青萍(Lemna minor)、紫背浮萍(Spriodela polyrrhiza)和大薸(Pistia stratiotes)等3种浮水植物分别进行处理.通过布置4个半月的温室试验,研究浮水植物处理对污水中可溶性有机物(Dissolved organic matter,DOM)组成及其荧光特性的影响.在试验过程中,定期采样监测污水中可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、总氮(Total nitrogen,TN)和总磷(Total phosphorus,TP)去除效率的变化.试验结束后,收获浮水植物并测定其生物量、TN和TP浓度,以及叶绿素含量.同时,基于三维同步荧光和平行因子分析方法,对污水中DOM组分进行识别和分析.结果表明,浮萍科植物的生物量倍增时间更短,而大薸生物量和养分日累积量更大.随着培养天数的增加,浮水植物处理污水中DOC、TN和TP去除率分别达到75%、90%和80%以上,且明显高于对照处理.在猪场污水中,DOM组分主要包括一个类蛋白质组分和两个类腐殖质组分;培养初期,猪场污水以类蛋白质组分为主.随着试验天数的增加,类蛋白质组分比例呈显著降低的趋势,而类腐殖质组分逐渐增加.与对照相比,种植浮水植物显著降低污水中类蛋白质组分比例,而提高类腐殖质组分比例.此外,浮水植物处理显著降低污水DOM的新鲜度指数,而增加微生物性来源类腐殖质组分的比例.综上,浮水植物在改善猪场污水中有机养分去除效率的同时,提高了DOM组分的腐殖化程度.     

平衡渗析-多种光谱法研究太湖不同分子量溶解性有机质及其与铜的相互作用

采用平衡渗析技术将太湖沉积物溶解性有机质(DOM)按分子量分成不同的组分.利用光谱技术和离子选择电极(ISE)分析了不同分子量溶解性有机质的光谱特征及对Cu的结合,进一步探讨分子量对DOM特性和对金属结合能力的影响.结果表明,南太湖DOM分子量以高于10000 Da为主,然而北太湖分子量以低于3500 Da为主.三维荧光光谱(3DEEM)表明太湖沉积物DOM呈现出4种特征荧光峰.类富里酸荧光峰的荧光强度随着DOM分子量的增加而增强,然而类蛋白质荧光峰的荧光强度随着DOM分子量的增加而降低.南太湖DOM碳氮比(C/N)(20.30)显著高于北太湖(7.58),表明了DOM不同的来源.对于南北湖区,DOM-Cu浓度最大值都是在DOM分子量低于1000 Da组分,大约50%的DOM-Cu在分子量低于3500 Da的组分中.结合容量表明南太湖DOM分子量低于3500 Da的组分和北太湖分子量在1000—3500 Da的组分对于Cu结合起主要的作用,表明低分子量DOM对于结合重金属的重要性.     

消落带夏冬季土壤溶解有机质的组成特征及来源

溶解性有机质(Dissolved organic matter,DOM)普遍存在于土壤、沉积物和水体中,在环境地球化学和全球碳循环中发挥重要作用。消落带独特的"干湿交替"使土壤有不同的季节特征,但有关不同季节土壤DOM的性质、组成及来源差异还未见报道。利用紫外-可见光谱、三维荧光光谱(Excitation-emission matrices,EEMs)与平行因子分析模型(Parallel factor analysis,PARAFAC)相结合的方法,分析了丹江口库区消落带表层土壤DOM在不同季节的组成、结构,并对其来源进行解析。结果表明,不同季节消落带土壤DOM的组成特征存在一定差异。冬季土壤的有色溶解性有机物(Chromophoric dissolved organic matter,CDOM)浓度、土壤DOM的芳香性、缩合度、腐殖化程度、所含疏水性组分都高于夏季土壤,但参与光漂白的活性要低于夏季土壤。荧光指数(FI)、腐殖化指数(HIX)和生物源指数(BIX)表明该区土壤DOM的来源在不同季节都有明显的自生源特征,且腐殖化程度和生物可利用性都不高,并未表现显著差异。该区土壤DOM存在两个主要的荧光峰:紫外光区类富里酸峰、可见光区类富里酸峰和类腐殖酸峰。研究提出消落带淹水期间产生的DOM对水环境有很大影响,以内源为主的库区在水质改善的过程中需加强对内源物质的管控。这些研究结果可为消落带的水体修复和污染物的迁移转化提供科学依据。     

黄河口近岸海域有色溶解有机质的时空分布及光降解特性

根据2018年10月（秋季）、2019年5月（春季）、 2019年8月（夏季）和2021年3月（冬季）在黄河口开展的溶解有机质（DOM）及其光学性质特征参数的陆海同步观测数据，结合同步开展的不同来源DOM的光降解船基现场培养试验，分析黄河口DOM及有色溶解有机质（CDOM）的时空分布特征，探讨该海域不同来源DOM光降解作用及控制机制.结果表明，黄河入海径流的溶解有机碳（DOC）和CDOM浓度呈现夏季高、冬季次之、春季和秋季低的变化特征；DOC和CDOM入海通量呈现夏季最高、秋季和春季次之、冬季最低的季节特征，主要受黄河流域汛期及调水调沙作用影响；黄河口DOC呈现不规则斑块状分布，CDOM呈现近岸高、离岸低的分布特征，为黄河输入、海源自生及光降解等多种因素影响所致.在黄河径流较大的夏季，DOC受陆源输入影响较其他季节更为明显，CDOM浓度明显高于其他季节；夏季DOC与CDOM之间的线性关系也显著高于其他季节.春季、夏季和秋季陆源DOM光化学降解速率均高于海源；受DOM来源组成和温度、光照等环境因子共同作用，研究海域夏季CDOM光降解率高于春、秋两季.     

沙颍河流域水体中溶解性有机质(DOM)的荧光光谱解析

应用三维荧光光谱技术(EEMS),研究了沙颍河流域水体中溶解性有机质(DOM)的荧光光谱特征,并探讨了沿岸生态系统对水体中DOM的性质及来源的影响.结果表明,沙颍河流域水体DOM均存在类色氨酸、类酪氨酸、可见光区和紫外光区类腐殖质4种荧光峰,其中贾鲁河水样中类蛋白与类腐殖质含量均最高.相关性分析显示,沙颍河流域干流和各支流的A、C峰代表的类腐殖质组分均存在共源性.荧光参数分析显示,沿岸土地利用类型以林业为主的澧河水体的DOM陆源性更强,腐殖化程度相对较高;其余各支流受两岸农田及人为排放的影响,水体具有明显的自生源特征,且新生DOM含量较高.贾鲁河荧光特征显示了其水体受人为干扰比较大.     

焦化废水生物出水溶解性有机物特性光谱表征

利用非离子型DAX-8树脂和离子型交换树脂对某焦化废水二级生物出水溶解性有机物(DOM)进行组分分离,从溶解性有机碳(DOC)、紫外-可见光谱、三维荧光光谱、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)等4个方面对组分进行光谱学分析与特征识别.结果显示,疏水性酸性物质(Ho A)、亲水性酸性物质(Hi A)和亲水性中性物质(Hi N)为DOM的主要组分,其DOC含量占总DOC的39.88%、20.85%、25.38%;DOM主要含有单环芳香族化合物或共轭双键类化合物成分,类腐殖质物质和类富里酸物质是DOM的特征有机物;低分子量有机物在亲水性物质组分(HIS)中含量最高,E2 54/E3 65=3.89,E445/E665=1.91,SR=0.926均证明了这一点;亲水性碱性组分(Hi B)组分UV254占比为32%,SUVA值为49.94 L·mg-1·cm-1,不饱和物质和芳香性物质含量最高,芳香化程度最高;Ho A的E300/E400值为2.58,腐化程度最高,组分中含有类富里酸物质.DOM光谱分析能够提供组分中亲疏水性物质的比例、芳香性高低、分子量、发色团及有机基团等信息,可以作为判断废水特征的参考依据.     

新疆匹里青河小流域DOM荧光特征及与汞的相互作用

以匹里青河小流域土壤溶解性有机质(DOM)作为研究对象,利用平行因子技术(PARAFAC)结合荧光淬灭滴定技术,分析和讨论流域内不同土地利用类型(包括林地、田地、草地)对DOM的荧光特征及与Hg~(2+)的配位作用。结果表明,不同土地利用类型土壤DOM特征差异显著,土壤DOM含量大小顺序表现为草地林地农田,而有色溶解性有机质(CDOM)含量则表现为草地农田林地。不同土地利用下土壤DOM均包含3种荧光峰:紫外区类腐殖荧光峰A、可见区类富里酸荧光峰C及海洋或陆源类腐殖质荧光峰M。PARAFAC共识别出2种组分:C1为胡敏酸物质,C2为富里酸物质。另外,3种不同土地利用类型中DOM组分荧光强度均随Hg~(2+)浓度的增强出现不同程度的荧光淬灭现象,DOM中各类荧光组分与Hg~(2+)络合常数存在差异,说明由于不同土地利用污染源的不同,DOM参与反应的官能团种类及数量的大小不同,影响了与Hg~(2+)的络合能力,导致络合常数不同。     

东平湖可溶性有机物的荧光特征及环境意义

东平湖作为南水北调东线工程最后一级调水湖泊以及山东省西水东送的水源地,其水质状况对受水区的用水安全起决定性作用。基于2013年8月的东平湖采样,对各水质参数分析发现,东平湖目前仍处于中富—富营养化水平,水质总体接近GB 3838—2002《地表水环境质量标准》IV类水质标准,仍不能满足调水要求,各水质参数表现出强烈的外源性。利用三维荧光光谱(EEMs)并结合平行因子分析法(PARAFAC)解析东平湖有色可溶性有机物的荧光特征,并探讨了荧光组分对东平湖环境污染指示意义的可行性。利用平行因子分析法(PARAFAC)共识别出2类4个荧光组分,分别是类腐殖质荧光组分C1(225/305,386 nm)、C3(260,432 nm)和类蛋白荧光组分C2(240,360 nm)、C4(225/275,304 nm)。相关性分析发现,陆源类腐殖质荧光组分C1与间接反映有机污染程度的溶解性有机碳(DOC)和化学耗氧量(COD)具有显著相关性,类蛋白荧光组分C2与总氮具有显著正相关性,可以对东平湖富营养变化情况进行快速、长期的监测。     

农药废水生物处理过程中溶解性有机物特性及荧光强度与COD的关系

采用三维荧光光谱技术对有机农药废水处理过程中溶解性有机物(DOM)的荧光光谱特性进行分析,并建立DOM荧光强度和COD的相关关系。三维荧光光谱分析表明,废水中DOM主要有可见光区富里酸(峰A)、紫外光区富里酸(峰B)和高激发波长色氨酸(峰C)3种物质。可见光区富里酸和紫外光区富里酸经气浮池、水解酸化池和厌氧流化床处理后,转化为更易被微生物降解的高激发波长色氨酸。经过接触氧化池处理后,3种DOM的荧光强度均因微生物降解而逐渐降低,其中高激发波长色氨酸比富里酸易降解。荧光指数(IF)、生物源指数(XBI)、紫外光区富里酸与可见光区富里酸荧光强度比值(rB/A)和腐殖化指数(XHI)分析表明:IF和XBI反映DOM来源以外源输入为主;rB/A和XHI反映DOM属于腐殖质特征。废水处理过程中COD和富里酸荧光强度均逐渐降低,COD从3 311.0降至169.6 mg·L-1;可见光区富里酸荧光强度由4 065.2降低至903.1,紫外光区富里酸荧光强度由4 023.1降至178.6。研究表明,可见光区富里酸和紫外光区富里酸的荧光强度与COD均具有良好的相关性,R2分别为0.978 1和0.981 3,说明可通过三维荧光光谱技术快速监测有机农药废水处理过程中的COD。     

pH对洱海沉积物-上覆水溶解性有机质荧光特征影响

不同pH条件下(pH=2、4、6、8、10、12)培养洱海沉积物,利用三维荧光光谱(3DEEM)技术研究了其溶解性有机质(DOM)在培养前后荧光光谱特征变化.结果表明:①培养前,洱海沉积物DOM类富里酸荧光峰在pH(2—8)发生"红移",pH(8—12)时发生"蓝移",紫外区类富里酸(A峰)荧光强度可见区类富里酸(C峰)荧光强度,类富里酸荧光物质受pH影响不大,这与其结构复杂且不易降解有关.②培养前,洱海沉积物DOM类酪氨酸物质受pH影响较大,可见光区类酪氨酸(B1峰)荧光强度紫外区类酪氨酸(B2峰)荧光强度,这与其结构不稳定、易降解及其酚羟基解离pH范围有关.③培养后,洱海沉积物DOM可见区与紫外区类富里酸荧光强度比培养前分别降低了34.1%、32.2%,可见区与紫外区类酪氨酸荧光强度较培养前升高了57.06%、86.65%,即洱海沉积物DOM在培养后部分类富里酸物质逐渐降解为易被微生物利用的类酪氨酸物质,且在偏碱性(pH=8)环境条件下转化最为明显,沉积物DOM组成结构的转化对湖泊水污染与富营养化具有重要指示意义.     

巢湖湖区及入湖河流表层水体、沉积物中有机氯农药分布及风险评价

本研究基于GC-MS分析了巢湖湖区及入湖河流共40个采样点的表层水及表层沉积物样品中有机氯杀虫剂(OCPs)的含量.研究结果表明,在一年内不同季节中,巢湖湖区及入湖河流表层水体∑OCPs浓度均较低,春季6.09—11.53 ng·L~(-1),夏季6.32—11.10 ng·L~(-1),秋季6.76—16.23 ng·L~(-1),冬季5.97—16.29 ng·L~(-1);相应季节OCPs平均浓度分别为8.33±1.19 ng·L~(-1),8.43±1.21 ng·L~(-1),9.25±1.96 ng·L~(-1)和8.33±2.14 ng·L~(-1).表层水体中OCPs主要为工业生产六六六(HCHs)以及杀虫剂林丹.湖区及入湖河流表层沉积物中OCPs浓度(ng·g~(-1)级别)远高于表层水体(ng·L~(-1)级别)的浓度,∑OCPs浓度范围为2.55—19.03 ng·g~(-1),平均浓度为5.80±4.07 ng·g~(-1),且巢湖西部地区OCPs污染大于东部区域,其中较高浓度的狄氏剂和硫丹成分说明巢湖区域受到这两类物质的污染.异构体分析表明,表层沉积物中OCPs的来源也与周边农田土壤和地表径流所带来的污染以及不同程度工业品HCHs粉剂和林丹的陆源性输入有关;在绝大多数采样点的表层沉积物中滴滴涕类农药(DDTs)的检出为历史的残留污染.生态风险评价表明,巢湖湖区及入湖河流表层水体中OCPs对该区域的生态风险几乎没有影响且表层沉积物中OCPs亦处于较低的风险状态.     

施肥对不同肥力春玉米田土壤溶解性有机质的影响

选取辽河灌区不同肥力水平春玉米（Zea mays ssp. mays L.）农田土壤为研究对象,通过连续3年田间定位试验,采用三维荧光光谱法分析了不同层次土壤溶解性有机质组分含量,研究施肥对不同肥力农田土壤溶解性有机质组分（DOM、DOC、DON、DOP）的影响,分析土壤DOM及其组分的土壤肥力效应。结果表明,施肥使高（产量12.75±0.75 t·hm^-2）、中（产量10.50±0.75 t·hm^-2）、低（产量8.25±0.75 t·hm^-2）产田土壤DOM的∑Fex/em分别增加了2.84%、3.56%和-1.52%,平均增加了1.08%,土壤w（DOC）分别增加了20.43%、16.43%和-29.11%,平均增加了9.36%,土壤w（DOP）分别增加了-22.87%、10.30%和4.15%,平均增加了-3.39%,土壤 w（DON）分别增加了-20.63%、6.97%和-8.41%,平均增加了-7.54%。施肥显著增加中产田土壤中w（DOM）,中产田底层（20-40 cm）和高产田表层（0-10 cm）、中层（10-20 cm）土壤w（DOC）,中产田中层和低产田表层土壤w（DOP）,中产田中层土壤w（DON）。施肥增加了低产田土壤FI值（荧光指数）,降低了高产田土壤FI值,施肥增加了高产田土壤HIX（腐殖化指数）,降低了中低产田土壤HIX。施肥显著增加中产田土壤DOM组分含量,降低高、低产田土壤DOM组分含量。施肥主要增加10-20 cm土壤DOM组分含量,耗损20-0 cm土壤DOM组分。施肥促进高产田土壤DOM陆源化,低产田土壤DOM生物源化,施肥使中低产田土壤DOM腐殖化程度降低。施肥不仅是土壤DOM的重要来源,同时通过影响微生物及作物根系活力促进土壤DOM的耗损,因农田土壤质地的差异,施肥对土壤DOM的影响不同。DOM荧光强度与产量呈显著正相关,具有土壤肥力指示作用。     

海南典型水稻土厌氧铁还原特征对DOM分子特性的响应

为探究海南典型水稻土不同粒径土壤中溶解态有机质(DOM)的含量组成对铁氧化还原特征的影响机制,分别采集海南5种成土母质发育的水稻土(玄武岩、花岗岩、砂页岩、海相沉积物、河流冲积物),利用紫外-可见光谱技术分析不同粒径土壤中DOM的碳含量及其光谱特征,利用Logistics模型对不同水稻土培养过程中Fe(Ⅲ)还原特征进行表征;采用冗余分析手段分析各水稻土在厌氧培养过程中,不同粒径土壤中DOM组分及光谱参数对Fe(Ⅲ)还原特征影响。结果表明,在厌氧培养过程中,不同母质发育水稻土Fe(Ⅱ)含量不同,其中玄武岩发育水稻土Fe(Ⅱ)含量最大(8.45 mg·g~(-1)),根据Logistics模型发现不同母质发育水稻土的还原潜势(a)和Fe(Ⅲ)还原速率(vmax)存在差异且玄武岩发育水稻土的a、v_(max)最大。海相沉积物发育水稻土的溶解态有机碳(DOC)含量最高(0.712 g·kg~(-1)),5种水稻土的DOC均在最小粒径(1 kDa)含量最多,随着培养时间增长各类水稻土中DOC含量均下降,紫外-可见光谱结果显示5种母质发育的水稻土的芳香性和疏水性随着DOC粒径的减小而下降,三维荧光光谱结果表明,不同母质发育水稻土中各组分的荧光强度均随培养时间增长而增强,而在粒径0.45—0.7μm、1—10 kDa中各组分荧光强度增强;在粒径10 kDa—0.45μm、1 kDa中各组分荧光强度降低;BIX、HIX、FI值均随着粒径的减小而增大。冗余分析结果显示,HIX、SUVA260、C1、C2组分可促进水稻土铁还原过程,不同的培养阶段下铁还原受不同DOM组分的影响,但是C1组分始终影响Fe(Ⅲ)的还原,小粒径的C3、C4组分(1kDa)对铁还原有更大贡献。了解海南岛水稻土铁还原对不同分子量DOM的响应,对农业环境具有重要意义。     

城郊关键带土壤中溶解性有机质的光谱特性及其时空变异

溶解性有机质(DOM)作为地球关键带中物质与能量循环的重要活性组分,其与关键带中诸多重要环境过程有着密切关系.本研究以宁波樟溪流域作为城郊关键带的典型代表区域,采集土壤样品,结合紫外可见光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱(3D-EEM)进行特征表征,分析不同类型土壤中DOM的分布特征、影响因素和季节性变化规律.主要结果如下:林地DOC平均含量均大于耕地,其中林地秋季(15.4 mg·L~(-1))林地春季(12.5 mg·L~(-1));耕地秋季(11.9 mg·L~(-1))耕地春季(11.4 mg·L~(-1));DOM结构在紫外可见光谱下表现为耕地DOM芳香化程度(SUVA_(254))、疏水性组分(SUVA_(260))和分子量(S_R)较林地大,其中耕地秋季最为突出;三维荧光光谱结合平行因子分析(PARAFAC)把土壤DOM分为5种组分,主要以富里酸类物质为主(C_1、C_3、C_5),也含有色氨酸、酪氨酸类蛋白质(C_4)和腐殖酸(C_2)等物质,其中耕地春季的腐殖化程度最大,耕地秋季比春季含有较多类蛋白质,林地较耕地含有更多的类蛋白质,林地春秋两季中DOM结构变化不大.