三峽庫區(qū)消落帶溶解性有機質(zhì)(DOM)地化特征及其與Hg2+的結(jié)合強度分析.pdf

1、三峽庫區(qū)消落帶以其獨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和出露形成干濕交替的水陸銜接地帶，一年內(nèi)在三峽庫區(qū)垂直落差達30 m。三峽庫區(qū)消落帶是庫區(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岸功能，同時對外界環(huán)境的變化十分敏感。溶解性有機質(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)三峽水庫蓄水時，消落帶水位上升，土壤中DOM會釋放進入水體，從而影響DOM的地化特征及庫區(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的形成和來源，是認識該特殊環(huán)境下天然有機質(zhì)（尤其是DOM）在污染物遷移轉(zhuǎn)化過程中所扮演角色的重要前提。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、湃龒{庫區(qū)消落帶4、7月份水樣有色溶解性有機質(zhì)(CDOM)濃度[a(355)]大小順序為:開

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濃度大小順序為:KX-HF＞ZX-SB＞FL-WJG＞ZX-TJ，整體呈現(xiàn)上游到下游遞減趨勢。不同采樣時間a(355)大小順序為:4月＞9月＞7月，7月份a(355)與4、9月份差異顯著(P＜0.05)。三峽庫區(qū)消落帶水體DOM中含有類腐殖質(zhì)熒光團A、C、M和類色氨酸熒光團T，不同采樣時間三維熒光光譜(EEMs)總熒光

4、強度(TOT)的大小順序為: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(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、水體溫度高、微生物活動旺盛及光漂白過程等有關(guān)。三峽庫區(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栞椛渥饔孟?，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，降解程度大小順序為嘉陵江(JLJ)＞涪江和嘉陵江交匯處(FJ-JLJ)＞涪江(FJ)。3個采樣河段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程中DOM性質(zhì)變化指標。光漂白過程中，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。另外，吸收和熒光光譜參數(shù)在評估DOM光漂白過程中結(jié)構(gòu)組分變化的一致性，進一步證明了采用兩種互補的光譜手段對DOM地化特征進行辨析的可行性。
　?、歉鲄^(qū)縣消落帶土壤CDOM平均濃度大小順序為:忠縣＞豐都＞涪陵＞萬州＞巫山＞云陽＞奉節(jié)＞開縣，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。三峽庫區(qū)消落帶土壤DOM中含有類腐殖質(zhì)熒光團A、C、M和類色氨酸熒光團T，其中紫外區(qū)類腐殖質(zhì)熒光團A的熒光區(qū)域積分比例最大。另外，類色氨酸熒光團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總熒光強度(TOT)可作為表征三

8、峽庫區(qū)消落帶土壤CDOM熒光團濃度的指標。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、沿岸植物生長以及DOM礦化過程有關(guān)。
　?、热龒{庫區(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碳的主要碳庫。三峽庫區(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{庫區(qū)消落帶表層水體和土壤中DOM各熒光峰的熒光強度均隨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+配位的熒光基團較多。在參與配位的各類熒光基團中，類蛋白基團配位Hg2+的能力強于類腐殖質(zhì)基團。土壤DOM各熒光峰與Hg2+絡(luò)