水产养殖对水生生态系统中汞甲基化影响研究进展

水产养殖造成的水体富营养化不仅导致有机质增加,而且致使很多水体理化参数发生变化,包括水中溶解氧下降、沉积物中有机质和硫酸盐、硫化氢的增加、pH值的下降、生物和微生物群落的破坏等.然而,目前国内外在这方面的研究极少,水产养殖对水体汞甲基化的影响尚不清楚,对其进行深入的研究,并提出合理利用和开发水资源的科学建议具有重要的现实意义.     

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。     

硒（Ⅳ）对无机汞生物甲基化影响的初步研究

本文以蓟运河含汞底泥为实验材料,研究了硒(Ⅳ)对无机汞生物甲基化的影响,发现低浓度的硒(Ⅳ)对汞的生物甲基化有促进作用,而较高浓度时则可抑制汞的生物甲基化。当硒量达20ppm后则无机汞不能进行甲基化作用。     

长江口-东海陆架咸淡水混合影响下溶解性有机质的分布及荧光特征

溶解性有机质(dissolved organic matter, DOM)在河口区域的分布特征和环境行为对于研究河口碳的生物地球化学循环具有重要意义。本文研究了受强烈咸淡水混合影响的长江口-东海内陆架断面14个研究点位水体DOM的分布和荧光特征,并进一步探究了其与水环境因子的关联。从淡水端到海水端,溶解性有机碳(DOC)浓度逐渐降低且与盐度呈显著负相关,表明长江输入的有机质在该水域占主导地位。基于三维荧光光谱-平行因子分析进一步解析荧光溶解有机质(FDOM)组分,识别出一个类蛋白组分C1(Ex/Em:278/320)和3个类腐殖质组分C2(Ex/Em:290/385)、C3(Ex/Em:254(341)/424)和C4(Ex/Em:275/501)。在强烈的长江口咸淡水混合影响下,该断面4个FDOM组分的荧光强度最大值(Fmax)均与盐度呈显著负相关关系。具体而言,3个类腐殖质组分的分布主要受长江源类腐殖质在咸淡水混合过程中的稀释效应控制,而C1组分在中低盐度区主要受稀释效应控制,但在高盐度区则主要源于海洋自生源类蛋白贡献。大部分点位荧光指数(FI)介于1.4～1.9之间,表明微生物源...     

几种原料生物炭溶解性有机质(DOM)的光谱特征研究

溶解性有机质(DOM)在全球碳循环及污染物的迁移转化过程中起着重要作用,而光谱特征能快速识别DOM的主要来源和重要特征。研究针对几种原料(苹果枝、橘子枝、花生壳、水稻秸秆、玉米秸秆)在同一热解温度下制备的生物炭,采用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱和傅里叶变换红外光谱相结合的方法对其释放的DOM光谱特征进行了研究。结果表明：秸秆类生物炭的溶解性有机碳(DOC)含量显著高于其他3种生物炭;紫外-可见光谱分析表明,5种生物炭DOM的芳香性组分含量均较少,腐殖化程度较低,亲水性组分占主导;三维荧光光谱分析表明,秸秆类生物炭DOM的荧光组分物质含量高于木质类和壳类,且各荧光组分含量占比中可溶性微生物降解产物和类胡敏酸比例最高;傅里叶变化红外光谱表明,5种生物炭DOM光谱特征相似,含有丰富的有机官能团(如羧基、酚羟基等)或半醌自由基等。     

无机离子对芘与天然溶解性有机质结合系数的影响

从天津市北塘河口沉积物提取了天然溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM),利用荧光淬灭法测定了芘与所得DOM的结合系数KDOM,并研究了不同离子强度及离子类型对KDOM的影响.结果表明,DOM对芘的KDOM为1.27×105L·kg-1,远高于固态有机质的吸附能力,说明DOM对多环芳烃等憎水性有机污染物在水环境中的归趋具有不可忽视的影响.随着阳离子浓度的增加,芘的KDOM呈现先降低,再升高,然后稳定在某一值的复杂变化趋势.不同阳离子对芘的KDOM具有不同的影响,而所研究阴离子对KDOM影响不大。     

巢湖湖滨带沉积物间隙水溶解性有机质的光谱特征与时空差异

利用三维荧光光谱(3DEEM)和平行因子分析法(PARAFAC)研究巢湖湖滨带沉积物间隙水中溶解性有机质(DOM)含量组成、剖面分布特征及主要来源。结果表明,间隙水中DOM含有3种荧光组分,包括类腐殖质组分C1(275 nm, 365 nm/467 nm)、类腐殖质组分C2(330 nm/407 nm)和类酪氨酸组分C3(275 nm/319 nm)。在空间分布上,远岸带DOM总荧光强度均值为(0.432±0.306) RU,低于近岸带DOM总荧光强度均值[(0.583±0.478) RU],同时近岸带荧光强度均值大于湖心点,各点位垂直剖面上荧光强度随沉积物深度呈现下降趋势;在时间分布上,沉积物间隙水夏季DOM总荧光强度均值为(0.390±0.301) RU,小于冬季[(0.584±0.453) RU];此外,近岸带DOC浓度高于远岸带,远岸带DOC浓度高于湖心点,冬季各断面DOC浓度高于夏季;随着沉积物深度的增加,DOC浓度首先呈现升高趋势后迅速随深度增加而降低,在底泥界面10 cm以下保持稳定状态;冬季腐殖化指数(HIX)高于夏季,荧光指数(FI)和生物源指数(BIX)表明沉积物间隙水DOM受到内源中生物源与外源污染中陆源的共同影响,受到内源中生物源影响更大。该研究可为巢湖湖滨带水环境管理与面源污染控制提供一定参考。     

三峡库区消落带土壤淹水过程中汞的释放及甲基化特征

为探索三峡库区消落带土壤淹水期汞的环境化学行为,利用模拟试验,设置A(15℃,低溶解氧(DO))、B(30℃,低DO)、C(15℃,高DO)3组处理,在人工气候培养箱中进行消落带土壤淹水过程中汞的释放与甲基化特征研究,淹水试验共进行了40 d.结果表明,淹水初期(0—10 d)土壤汞呈释放趋势,A、B、C等3组处理水体中总汞浓度逐渐增加,而土壤中总汞含量相应降低;随淹水时间的延长(10 d),二者达到平衡.淹水后,A、B、C处理上覆水甲基汞浓度随淹水时间的延长而升高,且分别在第15天、第8天、第15天达到峰值,第30天基本达到平衡;土壤甲基汞含量随淹水时间的延长而增高,并在第30天达到平衡,平衡时土壤及上覆水甲基汞浓度规律均表现为BAC.土壤-上覆水系统温度的适当升高利于土壤汞的释放及甲基化;高溶解氧利于土壤汞的释放,低溶解氧则更利于汞的甲基化.     

溶解性有机质的表面吸附行为及其对金属基纳米颗粒环境行为的影响

随着纳米科技的不断进步,越来越多的金属基纳米颗粒(MNPs)被添加到油漆、除草剂、杀虫剂等产品中.其大量应用使得MNPs在储存、运输、使用以及处理等过程中不可避免地进入到环境中,从而对生物乃至人类健康产生威胁.环境中丰富的溶解性有机质(DOMs)容易通过静电吸引、配体交换、疏水性等作用吸附到纳米颗粒的表面,从而影响MNPs的迁移转化及生态效应.DOMs的吸附可能会降低MNPs表面电势,加速颗粒聚集,或堵塞表面微孔而减小颗粒的有效暴露面积,抑制金属离子的释放;DOMs吸附也可能增加其释放出的金属离子发生络合反应的几率,从而促进MNPs的溶解.以上矛盾结论的产生是因为DOMs在MNPs表面的吸附行为机制还不十分清晰,有待更深入的研究.因此,本文就DOMs在MNPs表面产生吸附的机理,及其对MNPs聚集、分散及溶解等过程产生的影响进行了系统的评述,并重点剖析了如何量化DOMs在MNPs表面的吸附作用,及不同环境因子对DOMs在MNPs表面的吸附行为的影响,提出为了提高MNPs环境行为及生态效应评估的准确性,建立DOMs吸附作用与MNPs聚集、分散和溶解间的相关关系将是今后研究的重点.     

溶解性有机质对土壤镉形态及对莴笋吸收镉的影响

溶解性有机质(DOM)是陆地生态系统和水生生态系统中的一种重要的活跃的化学组分,是具有不同结构及分子量大小的有机物的连续体或混合体.它影响着环境的酸碱特性、营养物质的有效性、污染物质的环境行为特性等.DOM的浓度通常用溶解性有机碳(DOC)来衡量.     

溶解性有机质(DOM)对不同浓度卡马西平在蒙脱土上吸附行为的影响

为探究溶解性有机质(DOM)对药物和个人护理品(PPCPs)类污染物吸附过程的影响,以卡马西平(CBZ)为目标污染物,以蒙脱土为介质,用商用腐殖酸(HA)制备DOM,开展吸附实验,并采用紫外-可见光吸收光谱和红外光谱表征等手段,研究了DOM对不同浓度CBZ在蒙脱土上吸附影响的差异及机制.等温吸附实验结果显示:DOM对不同浓度CBZ吸附影响方式不同.CBZ浓度较低时(0.2—1.5 mg·L~(-1)),DOM对CBZ的吸附表现为抑制作用,吸附等温线为L型;浓度较高时(5—40 mg·L~(-1))表现为由抑制转为促进作用,吸附等温线为C型.结合表征结果分析认为,CBZ浓度是影响DOM存在下CBZ吸附行为的主要因素.DOM与低浓度CBZ的结合能力弱,此时大分子量DOM与CBZ竞争有限的吸附位点,小分子量DOM与CBZ结合起到增溶作用,而DOM中以大分子量物质为主,因而DOM对CBZ的吸附抑制作用增强,形成L型吸附等温线;DOM与高浓度CBZ的结合能力较强,结合物质的分子量随CBZ浓度升高而逐渐增大,进而引起共吸附和累积吸附现象产生,在蒙脱土上形成的新的活性吸附位点,从而导致CBZ的吸附促进作用随污染物浓度的升高而增强,形成C型吸附等温线.     

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...     

利用光谱分析法表征银川市湿地水体中溶解性有机质的特征

为了研究银川市湿地表层水体中溶解性有机质(DOM)的光谱特征、空间分布及其来源,对银川市20个采样点采集的186个湿地表层水样进行了三维荧光光谱技术(EEMs)结合区域积分法(FRI)、平行因子分析法(PARAFAC)以及荧光指数法的分析.结果 表明,银川市湿地水体DOM主要包括6种组分:C1组分(类酪氨酸物质)相对含...     

基于三维荧光和二维相关光谱的城市河流溶解性有机质组成及其空间分异特征

采用三维荧光-平行因子及二维相关光谱,研究城市河流溶解性有机质(DOM)组成及变动。以沈阳市城市河流——蒲河为研究对象,采集清洁区河段、工业区河段和生活区河段上覆水,检测DOM三维荧光光谱。荧光指数、自生源指数和腐殖化指数分析结果表明,蒲河DOM以内源为主,而工业区和生活区河段同时受外源影响,腐殖化程度较弱。采用平行因子提取类富里酸(C1和C2)、类胡敏酸(C3)、类色氨酸(C4和C6)和酚类物质(C5)6个DOM荧光组分,蒲河DOM以类富里酸(37.91%～43.82%)和类色氨酸(23.64%～33.60%)为主。清洁区河段各组分含量小于生活区和工业区河段。二维相关光谱分析表明,工业区河段类色氨酸含量变化幅度比类富里酸大,生活区河段变化规律与工业区河段相同,而清洁区河段相反,这表明工业区和生活区河段有大量生活污水和工业废水汇入。基于主成分分析(PCA)结果,C1～C5为影响DOM的主要因子(55.15%),工业区河段点位得分最高,其次为生活区河段,清洁区河段最小,表明工业区和生活区河段深受人类活动影响,而清洁区河段受人类影响较弱。     

碳质材料和溶解性有机质对沉积物中全氟化合物在摇蚊幼虫体内富集的影响

全氟化合物(PFASs)是一类具有疏水基团和亲水基团的新型污染物.目前,在环境条件对PFASs生物富集影响方面已开展了诸多研究,但有关碳质材料(CMs)和溶解性有机质(DOM)共存对PFASs在生物体内富集的影响还未见报道。为探讨这一问题,研究了沉积物-水体系中2种碳质材料木炭(W400)、多壁碳纳米管(MWCNT10)和4种DOM(丹宁酸、富里酸、蛋白胨和腐殖酸)对6种典型PFASs在摇蚊幼虫体内生物富集的影响。结果表明,暴露10 d后(已达到富集平衡状态),无论体系中是否存在CMs,添加1~50 mg C·L-1不同类型的DOM对PFASs在摇蚊幼虫体内生物富集的影响不显著。无论体系中是否存在DOM,添加CMs均能降低摇蚊幼虫体内PFASs的含量,且MWCNT10对PFASs生物富集的降低比例显著高于W400。与对照相比,添加0.4%的MWCNT10对摇蚊幼虫体内PFASs含量的降低比例为21%~56%,而同等添加量的W400对其降低比例均低于20%。这表明,在沉积物-水体系中,当CMs和DOM共存时,CMs是影响PFASs在摇蚊幼虫体内富集的主要因素,而少量DOM的引入对其影响不大。     

藻类有机质的组成结构对菲和壬基酚生物吸附的影响

对不同来源藻及其有机级分进行元素分析,利用高级核磁共振技术(multi/CP13C NMR)来准确地定量其有机官能团,并研究它们对菲和壬基酚的生物吸附行为和机理。结果表明游离脂和非水解有机碳级分对菲和壬基酚有最高的吸附能力,其吸附容量与脂肪结构呈极显著的正相关,而与极性官能团呈极显著的负相关;而且对壬基酚的吸附容量都大于对菲的吸附容量,可以用专性作用(如π-π键作用和氢键作用)来解释。     

机物料中溶解性有机质对土壤吸附除草剂的抑制作用

溶解性有机质(DOM)是陆地及水生生态系统中十分活跃的组分,对有机污染物质的环境行为 (如毒性、迁移转化及生物可降解性等)有着重要的影响,而施用有机物料会释放大量的DOM.采用批量平衡法研究了水稻秸秆腐解产生的溶解性有机质对苄嘧磺隆(BSM)在土壤中吸附行为的抑制作用.结果表明,线性方程能很好地描述BSM在土壤中的吸附行为;添加DOM降低了BSM在土壤中的分配系数即logKd值,其logKd值与对照(不加DOM)间存在极显著差异(P<0.01),秸秆腐解时间越长,logKd值越小;亲水组分和疏水组分在DOM抑制土壤吸附BSM中起着不同的作用;BSM在土壤上的吸附自由能小于40 kJ·mol-1,推测BSM在土壤上主要以物理吸附为主,吸附机理可能有范德华力、疏水键、氢键和偶极键力,不存在化学键吸附作用.     

飞灰残炭分形特征对汞吸附反应的影响

在残炭汞吸附模拟试验的基础上,采用分形理论,研究了飞灰残炭物理结构的分形特征及其对残炭汞吸附反应的影响,残炭的比表面积与残炭及其炉前煤的分形维数大致呈正相关关系．汞的吸附量不仅同其比表面积相关,而且与分形维数有关．