三峡库区消落区土壤溶解有机质荧光特征研究

摘要

三峡库区消落区作为水陆衔接的过渡地带，具有敏感而脆弱的生态系统，可能引起一系列生态环境问题。土壤溶解有机质（DOM）可与痕量重金属离子相互作用，影响其在水陆界面的迁移转化、毒性和生物可利用性等。因此，关于消落区土壤中DOM的物理化学特性研究是其生态环境问题防控和治理的重要环节。本文选取开县消落区，通过对土壤DOM荧光光谱特征进行分析，得到以下结论：
　　 （1）土壤DOM的浸提采用冷冻干燥的土壤样品，浸提时间为16h，DOM样品采取4℃冷藏且避光的方法保存。
　　 （2）消落区土壤DOM含有可见光区类腐殖质荧光峰A和紫外光区类腐殖质荧光峰C、长波处类色氨酸荧光峰B和短波处类色氨酸荧光峰D，仅在某些土壤中出现长波处类酪氨酸荧光峰E和短波处类酪氨酸荧光峰F。土壤DOM 峰A、峰B、峰D、峰F位置变化范围较大，峰C、E位置无较大范围波动。对荧光峰强度分析发现，土壤腐殖质是消落区土壤DOM的主要来源，消落区土壤DOM中类腐殖质以大分子量的腐殖酸物质为主。
　　 （3）对2009年1月～7月采集的消落区土样DOM 分析发现，在研究时段内，DOM中类腐殖质荧光物质有所增加，类色氨酸和长波处类酪氨酸荧光物质有所减少，短波处类酪氨酸物质变化不大，这预示着消落区土壤被淹没后，对上覆水体释放类腐殖质物质的潜力较大。
　　 （4）对沿小江流向的消落区土壤DOM的变化分析发现，峰A、峰C、峰D荧光强度变化趋势大致相同；峰B、峰E和峰F则无明显规律。对开县各镇消落区土壤DOM 分析表明，各镇类腐殖质荧光强度变化趋势相同，荧光物质含量无明显差异；各镇类色氨酸、类酪氨酸荧光强度变化趋势不同，荧光物质含量存在明显的差异。对裸露区和淹没区土壤DOM荧光强度的比较发现，土壤周期性的淹没和裸露对DOM中的荧光峰C和峰D强度影响较大，裸露区土壤比淹没区含有更多DOM。
　　 （5）荧光强度比值分析揭示消落区土壤污染尚不严重，且土壤DOM 中至少含有两种类型的类腐殖质荧光基团和类蛋白荧光基团；类腐殖质荧光峰A与C 之间具有较好的相关关系，类色氨酸荧光峰B与峰D 之间的相关性较差，类酪氨酸荧光峰E与峰F 存在一定的相关关系；而峰A与峰B、峰E之间均存在着一定的相关关系。各荧光峰与有机质之间存在着一定的相关关系。对DOM的HIX值分析发现，裸露区土壤DOM 腐殖化程度较高、芳香性较大，土壤被周期性的淹没和裸露对DOM 腐殖化程度有较大的影响。在研究时段内，消落区土壤DOM的腐殖化程度有所提高。
　　 （6）消落区土壤中类腐殖质和类蛋白荧光物质是重金属Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的强有机配位体，且Cd（Ⅱ)、Pb(Ⅱ)与DOM 中的富里酸结合能力强于与腐殖酸的能力；紫色土DOM中类腐殖质荧光物质与Pb(Ⅱ)结合的荧光基团的比例均大于与Cd(Ⅱ)结合的比例，预示着在紫色土中Pb(Ⅱ)较易随DOM 发生迁移和转化； Cd(Ⅱ)易与沙质土DOM 中类腐殖质荧光物质结合，Pb(Ⅱ）易与类蛋白荧光物质结合，预示着在沙质土中两者均易随DOM 迁移或扩散到水环境中去；Cd（Ⅱ)、Pb(Ⅱ)与消落区沙质土DOM 中类蛋白荧光物质结合的能力比与类腐殖质荧光物质的能力强。
　　 论文研究成果可为研究三峡库区消落区土壤DOM 特征及其迁移转化规律提供基础数据，为治理消落区生态和环境问题提供基础数据与理论依据。

目录

文摘

英文文摘

1 绪 论

2 研究区域与样品采集

3 土壤溶解有机质荧光测定预备试验

4 开县消落区土壤溶解有机质荧光特征

5 土壤溶解有机质与金属离子相互作用初步探讨

6 结论及建议

致 谢

参考文献

附 录