三峽庫(kù)區(qū)消落帶溶解性有機(jī)質(zhì)(DOM)地化特征及其與Hg2+的結(jié)合強(qiáng)度分析.pdf

1、三峽庫(kù)區(qū)消落帶以其獨(dú)特的干濕交替特征成為重要的生態(tài)系統(tǒng)，一直受到廣泛關(guān)注。消落帶是因水庫(kù)調(diào)節(jié)水位導(dǎo)致非季節(jié)性的水位漲落，使土地被周期性淹沒(méi)和出露形成干濕交替的水陸銜接地帶，一年內(nèi)在三峽庫(kù)區(qū)垂直落差達(dá)30 m。三峽庫(kù)區(qū)消落帶是庫(kù)區(qū)周邊水、陸生態(tài)系統(tǒng)能量、物質(zhì)和信息轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化的活躍地帶，具有緩沖帶的功能和植物護(hù)岸功能，同時(shí)對(duì)外界環(huán)境的變化十分敏感。溶解性有機(jī)質(zhì)(DOM)在污染物的遷移轉(zhuǎn)化中扮演著重要角色，可與水體、土壤中營(yíng)養(yǎng)元素N、P或痕量

2、重金屬離子相互作用，影響其在水陸界面的遷移轉(zhuǎn)化、毒性和生物可利用性等。當(dāng)三峽水庫(kù)蓄水時(shí)，消落帶水位上升，土壤中DOM會(huì)釋放進(jìn)入水體，從而影響DOM的地化特征及庫(kù)區(qū)污染物的環(huán)境化學(xué)行為。因此，了解干濕交替環(huán)境下DOM的形成和來(lái)源，是認(rèn)識(shí)該特殊環(huán)境下天然有機(jī)質(zhì)（尤其是DOM）在污染物遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程中所扮演角色的重要前提。本研究主要內(nèi)容包括：
　　⑴三峽庫(kù)區(qū)消落帶4、7月份水樣有色溶解性有機(jī)質(zhì)(CDOM)濃度[a(355)]大小順序?yàn)?開(kāi)

3、縣漢豐湖(KX-HF)＞忠縣涂井(ZX-TJ)＞忠縣石寶寨(ZX-SB)＞涪陵王家溝(FL-WJG)，9月份水樣CDOM濃度大小順序?yàn)?KX-HF＞ZX-SB＞FL-WJG＞ZX-TJ，整體呈現(xiàn)上游到下游遞減趨勢(shì)。不同采樣時(shí)間a(355)大小順序?yàn)?4月＞9月＞7月，7月份a(355)與4、9月份差異顯著(P＜0.05)。三峽庫(kù)區(qū)消落帶水體DOM中含有類腐殖質(zhì)熒光團(tuán)A、C、M和類色氨酸熒光團(tuán)T，不同采樣時(shí)間三維熒光光譜(EEMs)總熒光

4、強(qiáng)度(TOT)的大小順序?yàn)?9月＞4月＞7月，且差異均顯著(P＜0.05)。4、9月份TOT與a(355)相關(guān)性顯著(P＜0.01)。7月份CDOM濃度[口(355)]最低，其腐殖化程度(HIX)（10.53士4.41）和生物源指標(biāo)(BIX)（0.92±0.09）均最大，且7月份水樣a(355)與葉綠素a(Chla)呈顯著正相關(guān)(P＜0.05)，這與7月份光照強(qiáng)、水體溫度高、微生物活動(dòng)旺盛及光漂白過(guò)程等有關(guān)。三峽庫(kù)區(qū)消落帶4、7、9月份

5、水樣DOM“人為干擾”特征不明顯[r(T/C)＜2]。
　?、葡募径唐谔?yáng)輻射作用下，所有樣品的CDOM濃度[口(280)]和熒光峰A、C、M、T均發(fā)生了較明顯光漂白，降解程度大小順序?yàn)榧瘟杲?JLJ)＞涪江和嘉陵江交匯處(FJ-JLJ)＞涪江(FJ)。3個(gè)采樣河段DOM光漂白性質(zhì)因采樣水域周邊土地利用類型不同、江水匯合的稀釋作用等影響而存在一定差異。以森林系統(tǒng)為陸源輸入的JLJ樣本光漂白活性最高，城市輸入占主導(dǎo)的FJ最低，兩江匯

6、合樣本居中。DOM經(jīng)日光輻照后，光譜斜率S增大，腐殖化指數(shù)HIX減小，它們可作為光漂白過(guò)程中DOM性質(zhì)變化指標(biāo)。光漂白過(guò)程中，幾乎所有樣本呈現(xiàn)出陸源特征向自生源特征轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)。另外，吸收和熒光光譜參數(shù)在評(píng)估DOM光漂白過(guò)程中結(jié)構(gòu)組分變化的一致性，進(jìn)一步證明了采用兩種互補(bǔ)的光譜手段對(duì)DOM地化特征進(jìn)行辨析的可行性。
　?、歉鲄^(qū)縣消落帶土壤CDOM平均濃度大小順序?yàn)?忠縣＞豐都＞涪陵＞萬(wàn)州＞巫山＞云陽(yáng)＞奉節(jié)＞開(kāi)縣，其中，忠縣、豐都和涪

7、陵土壤CDOM濃度[口(355)]、芳香性(SUVA254)和疏水組分(SUVA260)明顯高于其它區(qū)縣，而其腐殖化程度(HIX)均低于其它區(qū)縣。三峽庫(kù)區(qū)消落帶土壤DOM中含有類腐殖質(zhì)熒光團(tuán)A、C、M和類色氨酸熒光團(tuán)T，其中紫外區(qū)類腐殖質(zhì)熒光團(tuán)A的熒光區(qū)域積分比例最大。另外，類色氨酸熒光團(tuán)T與a(355)呈極顯著相關(guān)（r=0.674，P＜0.01），影響CDOM濃度變化的主要因素是類蛋白熒光峰T。EEMs總熒光強(qiáng)度(TOT)可作為表征三

8、峽庫(kù)區(qū)消落帶土壤CDOM熒光團(tuán)濃度的指標(biāo)。消落帶土壤DOM腐殖化程度較低，生物可利用性較高。另外，不同高程土壤DOM地化特征的差異較小，這可能與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)活動(dòng)、沿岸植物生長(zhǎng)以及DOM礦化過(guò)程有關(guān)。
　　⑷三峽庫(kù)區(qū)消落帶土壤DOM中含有的熒光峰與水體DOM相似，且土壤DOM的a(355)平均值（66.48 m-1±150.92 m-1）大于水體a(355)平均值（4月為4.60m-1±2.50 m-1;7月為3.11 m-1±0.96

9、 m-1;9月為4.33 m-1±2.02 m-1）。土壤較水體而言是有機(jī)碳的主要碳庫(kù)。三峽庫(kù)區(qū)消落帶水體DOM的腐殖化程度、自生源特征較消落帶土壤偏高。
　?、扇龒{庫(kù)區(qū)消落帶表層水體和土壤中DOM各熒光峰的熒光強(qiáng)度均隨Hg2+濃度增加而下降。水體和土壤DOM都能與Hg2+發(fā)生配位作用，且DOM中能與Hg2+配位的熒光基團(tuán)較多。在參與配位的各類熒光基團(tuán)中，類蛋白基團(tuán)配位Hg2+的能力強(qiáng)于類腐殖質(zhì)基團(tuán)。土壤DOM各熒光峰與Hg2+絡(luò)