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小浪底水库悬沙对溶解性有机质的吸附特征研究
1
作者 武俐 刘森 +2 位作者 杨佳之 来梦媛 常苗 《泥沙研究》 北大核心 2025年第2期37-43,共7页
悬沙吸附溶解性有机质(DOM)的过程会影响水生生态系统的氮循环。为探究小浪底水库水体和悬沙DOM组分及影响悬沙吸附DOM的主要因素,利用紫外-可见光谱技术研究水体和悬沙DOM特征,采用主成分分析和冗余分析DOM组分与来源、DOM与环境因子... 悬沙吸附溶解性有机质(DOM)的过程会影响水生生态系统的氮循环。为探究小浪底水库水体和悬沙DOM组分及影响悬沙吸附DOM的主要因素,利用紫外-可见光谱技术研究水体和悬沙DOM特征,采用主成分分析和冗余分析DOM组分与来源、DOM与环境因子的关系,通过悬沙吸附DOM模拟试验,研究两种粒径在不同含沙量和DOM浓度变化条件下的吸附作用。结果表明,水体DOM的芳香性高于悬沙,DOM组分均以胡敏酸为主;电导率和浊度分别是影响水体和悬沙DOM芳香性的主要环境因子;准二级动力学模型能较好地描述不同含沙量和DOM浓度条件下悬沙对DOM的吸附过程,悬沙对DOM的平衡吸附量随含沙量增加而减小、随DOM浓度的增加而增加,尤其以细沙更为明显。研究结果为阐明DOM在水沙间的迁移过程提供了科学依据。 展开更多
关键词 悬沙 小浪底水库 溶解性有机质 冗余分析 环境因子
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小浪底水库早春溶解性有机质光谱特征对浮游植物群落变化的响应
2
作者 武俐 来梦媛 +3 位作者 杨萌 付纪薇 赵同谦 王亮 《生态学报》 北大核心 2025年第4期1736-1747,共12页
浮游植物群落组成变化能有效地改变水体溶解性有机质(DOM)组成特征,研究黄河小浪底水库DOM光谱特征和浮游植物群落的响应关系,可为库区水资源管理和水生态环境保护提供科学依据。采用三维荧光光谱结合平行因子分析法,分析DOM的光谱特征... 浮游植物群落组成变化能有效地改变水体溶解性有机质(DOM)组成特征,研究黄河小浪底水库DOM光谱特征和浮游植物群落的响应关系,可为库区水资源管理和水生态环境保护提供科学依据。采用三维荧光光谱结合平行因子分析法,分析DOM的光谱特征及来源;探究浮游植物群落结构特征,运用多样性指数评价库区水质,利用冗余分析探讨影响浮游植物群落的关键环境因子;利用相关性分析探究DOM组成与浮游植物群落的关系。结果表明:共鉴定出浮游植物6门73属110种,库区群落结构和相对丰度以金藻门、硅藻门和绿藻门为主。空间上,相对丰度表现为中游>坝前>上游>坝后,群落特征存在明显空间异质性。多样性指数评价结果表明库区水质为中污型,其中,中游和坝前多样性指数显著高于上游和坝后,群落结构更复杂,说明筑坝拦截后浮游植物生物活性增强。冗余分析结果显示,叶绿素a、总有机碳、总氮、溶解氧和pH是影响库区浮游植物群落结构的主要驱动因子。DOM主要由紫外区类腐殖质(C1)和类色氨酸(C2)组成,受陆源输入和内源贡献的综合影响,其中,藻类和浮游植物释放等内源贡献较大。相关性分析表明,浮游植物群落结构与类蛋白物质正相关,优势种与自生源指数显著正相关,说明库区水体浮游植物对DOM具有重要贡献。 展开更多
关键词 小浪底水库 浮游植物 溶解性有机质 群落结构 环境因子
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黄河流域典型水库溶解性有机质的荧光光谱特征
3
作者 武俐 常苗 +2 位作者 来梦媛 赵同谦 王亮 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第7期2093-2100,共8页
小浪底水库是黄河流域最大的水利工程项目,每年进行的水沙调控可减轻下游河道淤积,但水库调蓄会改变河流的水动力条件,探究溶解性有机质(DOM)光谱特征在水库调蓄前后的差异,对进一步揭示黄河流域水生生态系统的变化至关重要。于2021年... 小浪底水库是黄河流域最大的水利工程项目,每年进行的水沙调控可减轻下游河道淤积,但水库调蓄会改变河流的水动力条件,探究溶解性有机质(DOM)光谱特征在水库调蓄前后的差异,对进一步揭示黄河流域水生生态系统的变化至关重要。于2021年对小浪底水库水沙调控期前、水沙调控期(调水期和调沙期)、水沙调控期后的水体样品进行采集,分析水库DOM荧光光谱参数的变化特征,使用三维荧光光谱耦合平行因子法,解析DOM组分及其来源,结合水体水质参数,通过相关性分析和冗余分析(RDA),阐明影响水库DOM荧光特征变化的关键因子。结果表明:①小浪底水库DOM的荧光指数和腐殖化指数在各时期无明显变化,库区水体DOM呈强自生源、弱腐殖化特征;水沙调控期间,DOM的自生源指数和新鲜度指数明显降低,库区微生物活动等产生的新近自生源DOM减少。②小浪底水库DOM共解析出4种荧光组分,不同时期的组分组成存在差异,非水沙调控期C1和C2组分为类腐殖质物质,C3和C4组分属于类蛋白质物质;水沙调控期C1、C2和C3组分为类腐殖质物质,C4组分是类蛋白质物质。水沙调控前水库DOM以类蛋白质物质为主(52.95%);调控期水库排水排沙造成外源DOM进入水体,导致该时期DOM的类腐殖质物质荧光强度占比显著增加(78.53%);水沙调控期后DOM的类腐殖质物质荧光强度占比为58.80%。③相关性分析结果表明,水温(WT)、流量和含沙量是影响小浪底水库DOM来源的主要因素,非水沙调控期DOM浓度主要受外源输入的类腐殖质影响,组分酪氨酸的降解可能与pH和电导率(EC)有关;RDA分析发现,pH、WT和EC是影响DOM组分在不同时期产生差异的主要环境因子。研究结果可为黄河流域水库DOM的荧光特征研究提供基础数据,为进一步揭示水体扰动对黄河流域碳循环的影响提供科学依据。 展开更多
关键词 水库 溶解性有机质 三维荧光光谱 水沙调控
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高原湿地草海不同覆被土壤中溶解性有机质光谱特征
4
作者 龙云川 蒋娟 +1 位作者 胡菁 万合锋 《环境科学研究》 北大核心 2025年第4期896-906,共11页
土地覆被类型差异会影响土壤有机质的生物地球化学循环,为探究高原湿地不同覆被类型土壤溶解性有机质(DOM)的分布特征及影响因素,以我国亚热带高原湿地生态系统的典型代表−贵州草海湿地为研究对象,基于紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、三维... 土地覆被类型差异会影响土壤有机质的生物地球化学循环,为探究高原湿地不同覆被类型土壤溶解性有机质(DOM)的分布特征及影响因素,以我国亚热带高原湿地生态系统的典型代表−贵州草海湿地为研究对象,基于紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱(3D-EEMs)及平行因子分析(PARAFAC)方法,解析草海湿地林地、耕地、草地、灌丛和滩涂等5种覆被土壤DOM的组成及特征。结果表明:①草海湿地土壤有机质平均含量为(51.11±10.58)g/kg,DOM含量为0.37~1.02 g/kg。DOM以植物源等陆源输入为主,呈弱腐殖化、较强自生源特征。土壤DOM共解析出3种组分,即类富里酸(C1)、陆源类腐殖质(C2)和类蛋白(C3)。②土地覆被类型影响土壤DOM特征,滩涂和灌丛土壤中C1组分占优势,林地和耕地土壤中C2组分相对占优,草地土壤中以C3组分为主。不同覆被土壤中DOM含量表现为滩涂>灌丛>耕地>草地>林地,林地土壤中DOM含量最低;耕地和草地土壤中DOM呈现较低的芳香化程度,滩涂和灌丛土壤中则有较高的芳香性,且DOM光谱参数呈表聚性。③共现网络分析和主成分分析(PCA)显示,C1组分与陆源输入密切相关,C2和C3组分与微生物活动联系紧密。冗余分析(RDA)和方差分解分析(VPA)表明,pH和总氮(TN)浓度是影响草海湿地土壤DOM光谱特征变化的关键因子。研究显示,高原湿地不同土地覆被通过植物资源输入、微生物转化及人类活动等多重因素对土壤DOM组成产生重要影响,其中pH和TN浓度是关键环境影响因子,研究结果可为高原湿地土壤碳循环提供基础数据。 展开更多
关键词 溶解性有机质(DOM) 高原湿地 紫外-可见光谱 平行因子分析 共现网络
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长期施肥下黑土团聚体中溶解性有机质的光谱特征及其对有机碳矿化的影响 被引量：1
5
作者 朱园辰 张敏 +7 位作者 韩晓增 陆欣春 冯浩亮 武志民 陈旭 严君 邹文秀 王伟 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第5期1432-1439,共8页
探究团聚体中溶解性有机质(DOM)的荧光特征对土壤有机碳(SOC)矿化的贡献。基于黑土22年有机肥定位试验,设置不施肥(CK)、化肥(CF)、化肥配施低量有机肥(OM1)、化肥配施中量有机肥(OM2)、化肥配施高量有机肥(OM3)5个处理。采用湿筛法测... 探究团聚体中溶解性有机质(DOM)的荧光特征对土壤有机碳(SOC)矿化的贡献。基于黑土22年有机肥定位试验,设置不施肥(CK)、化肥(CF)、化肥配施低量有机肥(OM1)、化肥配施中量有机肥(OM2)、化肥配施高量有机肥(OM3)5个处理。采用湿筛法测定了土壤水稳性团聚体的分布,利用三维荧光光谱耦合平行因子(EEM-PARAFAC)技术探究了团聚体中DOM的荧光结构演变特征,同时量化了全土中SOC的矿化能力,综合揭示长期施肥如何通过改变团聚体DOM的荧光特征以影响全土SOC的矿化。结果表明,与CK相比,长期化肥配施有机肥使>0.25 mm粒径团聚体占比显著提升了4.3%~11.9%,而<0.053 mm粒径团聚体的占比几乎不受影响。EEM-PARAFAC发现化肥配施有机肥可以提升各粒径团聚体DOM中的类富里酸、类蛋白质和类胡敏酸组分的荧光强度。其中,类胡敏酸和类蛋白质组分分别在>0.25 mm和<0.25 mm团聚体DOM中对有机肥响应最强烈。化肥配施有机肥后各粒径团聚体DOM的自生源特征(BIX>1.0)较CK显著加强(BIX<0.8),但荧光指数(FI)和腐殖化指数(HIX)变化不显著。此外,化肥和化肥配施有机肥均可以显著提升全土SOC的累积矿化量,提升效果符合OM3>OM2>OM1>CF>CK的规律,在培养结束时(28 d)较CK提升了68.2%~135.8%。Mantel试验和结构方程模型(SEM)表明,各粒径团聚体DOM的荧光结构变化均会影响SOC的矿化,其中BIX值的变化是主要诱导因子,而BIX的强弱主要受DOM中的类蛋白质组分所控制。此外,施肥主要通过改善>0.25 mm团聚体的粒径分布驱动全土SOC矿化,而<0.25 mm团聚体主要通过改变DOM的荧光结构以影响SOC的矿化。该研究结果表明团聚体的粒径分布,DOM的荧光特征,尤其是BIX指数也可以用来推测SOC的矿化能力,这为评估和预测有机肥长期施用后黑土碳排放提供科学依据。 展开更多
关键词 溶解性有机质 长期施肥 团聚体 平行因子 荧光指数
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有机物料混施对盐碱土壤改良与溶解性有机质荧光特征的影响 被引量：2
6
作者 高萌 李大智 +2 位作者 马建 宋俏博 陈欣 《农业环境科学学报》 北大核心 2025年第2期440-451,共12页
通过盐碱土菠菜盆栽实验,探讨不同有机物料混施对盐碱土壤溶解性有机质(DOM)荧光特征的影响,并明确其改良效果。实验共设置对照(CK)、单施秸秆(S)、单施生物炭(B)、秸秆和尾菜水热裂解液共施(SHA)、生物炭和尾菜水热裂解液共施(BHA)5个... 通过盐碱土菠菜盆栽实验,探讨不同有机物料混施对盐碱土壤溶解性有机质(DOM)荧光特征的影响,并明确其改良效果。实验共设置对照(CK)、单施秸秆(S)、单施生物炭(B)、秸秆和尾菜水热裂解液共施(SHA)、生物炭和尾菜水热裂解液共施(BHA)5个处理,同时利用平行因子分析法进行DOM荧光特征表征,解析菠菜产量、土壤养分与荧光组分间的关联性。结果表明:相比有机物料单施,有机物料混施对提高菠菜产量、缓解土壤盐碱效果更好,SHA、BHA处理菠菜产量较CK分别增加159.2%、81.6%,施用有机物料的各处理土壤有机质含量较CK显著增加66.3%~70.2%,实验结束时SHA处理有机质含量最高,达到4.8 g·kg^(-1);SHA处理主要通过增加盐碱土DOM中腐殖类物质和色氨酸组分含量,促进作物生长。研究表明,活性有机物料与腐殖类物质组合施用更有利于盐碱土壤改良。 展开更多
关键词 盐碱土壤 溶解性有机质 荧光 秸秆 生物炭 尾菜水热裂解液
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稻田土壤溶解性有机质组成及其与Cd^(2+)络合过程研究 被引量：2
7
作者 梁以豪 倪才英 +2 位作者 黎衍亮 肖罗长 简敏菲 《土壤学报》 北大核心 2025年第1期153-164,共12页
镉(Cd)是我国稻田土壤超标率最高的重金属污染物。土壤的溶解性有机质(DOM)影响Cd的生物有效性和迁移性。稻田是我国重要的粮食产地,同时稻田种养作为重要的生态农业模式,稻田环境改建和养殖等环节会改变DOM,但稻田以及稻田种养过程中土... 镉(Cd)是我国稻田土壤超标率最高的重金属污染物。土壤的溶解性有机质(DOM)影响Cd的生物有效性和迁移性。稻田是我国重要的粮食产地,同时稻田种养作为重要的生态农业模式,稻田环境改建和养殖等环节会改变DOM,但稻田以及稻田种养过程中土壤DOM与Cd^(2+)的络合过程尚未清晰。基于紫外可见-吸收光谱、三维荧光光谱和同步荧光光谱,结合平行因子分析和二维相关分析、修正型Stern-Volmer络合反应模型等方法,以稻虾种养(RS)和水稻单作(CK)两种模式作为试验对象,对稻田土壤DOM与Cd^(2+)的络合过程进行研究。结果显示,RS与CK土壤DOM组分相似,包括一个色氨酸物质组分(C1)和三个类腐殖质组分(C2、C3、C4),相比CK,RS的C2和C4比例低,C3比例较高,C1差异不显著;紫外吸光度CK较RS高,吸收峰位于200~230 nm;同步荧光和二维相关分析表明,两种稻田系统土壤DOM荧光强度随Cd^(2+)增加而发生变化,但不同模式土壤DOM与Cd^(2+)的络合顺序不同,RS土壤DOM与Cd^(2+)发生络合作用的顺序依次为腐殖质(310 nm)、色氨酸、腐殖质(375 nm),而CK为色氨酸、腐殖质(375 nm)、腐殖质(310 nm);络合反应模型表明稻田土壤DOM中色氨酸组分C1和富里酸组分C4与Cd^(2+)络合后发生了显著的荧光猝灭,且C1和C4的络合常数lgK值表现为RS>CK。上述结果表明,RS与CK的土壤DOM均以腐殖质为主,但二者组成比例不同,DOM中存在较多芳香结构,这影响了腐殖质DOM与Cd^(2+)的络合稳定性,种养同时也增强了色氨酸和富里酸DOM与Cd^(2+)的络合能力。本研究结果可为稻田土壤Cd的污染机理研究及污染防治提供科学参考。 展开更多
关键词 稻田土壤 稻虾种养 溶解性有机质 荧光猝灭 镉
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湿地表层底泥溶解性有机质荧光组分特征及与真菌群落相关性 被引量：1
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作者 史传奇 李艳 +2 位作者 孟令波 胡钰 金梁 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS 北大核心 2025年第1期191-196,共6页
溶解性有机质(DOM)和微生物群落间具有紧密联系,DOM为微生物提供营养,微生物代谢可转化DOM,两者间相互作用共同影响着生态系统的物质循环与能量流动。采集北方寒区天然湿地(河流湿地,HL;湖泊湿地,HP)和人工湿地(水田,ST;鱼塘,YT)表层(0~... 溶解性有机质(DOM)和微生物群落间具有紧密联系,DOM为微生物提供营养,微生物代谢可转化DOM,两者间相互作用共同影响着生态系统的物质循环与能量流动。采集北方寒区天然湿地(河流湿地,HL;湖泊湿地,HP)和人工湿地(水田,ST;鱼塘,YT)表层(0~15 cm)底泥样品,采用三维荧光光谱法和高通量测序技术,揭示不同类型湿地表层底泥DOM荧光光谱及真菌群落特征,并进一步分析其相关性。结果表明:表层底泥DOM荧光光谱共识别出4种荧光组分,包括类富里酸(C1)、类胡敏酸(C2)和类蛋白质(类色氨酸C3和类酪氨酸C4)。C1和C2成显著正相关,而与类蛋白质间相关性不显著。C1的相对浓度高于C2,C3和C4的相对浓度接近。YT中DOM浓度相对高于其余样品,HL和HP中C2和类蛋白质相对浓度具有显著差异,ST和YT中C1、C2和C3的相对浓度均具有显著差异。湿地表层底泥真菌群落优势门(除未分类类群)为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、罗兹菌门(Rozellomycota)。YT中真菌群落Chao1丰富度指数、Shannon多样性指数显著较低,而Simpson优势度指数显著较高,HP中Shannon多样性指数显著高于其余样品。C1、C2与真菌群落多样性显著相关,C2与真菌群落组成显著相关,而类蛋白质与真菌群落无显著相关性。C1、C2与子囊菌门均成显著正相关,C1与壶菌门(Chytridiomycota)和单毛壶菌门(Monoblepharomycota)成显著负相关,C2与担子菌门、罗兹菌门、壶菌门、单毛壶菌门均成显著负相关。因此,真菌群落对DOM相对大分子量荧光组分的相对浓度具有显著影响。针对北方寒区典型湿地表层底泥DOM荧光光谱特征及与真菌群落相关性进行分析,为湿地环境监测与评价提供基础数据,并为湿地合理利用提供理论参考。 展开更多
关键词 三维荧光光谱 溶解性有机质 荧光组分 真菌
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作物多样性(轮作)下砖红壤溶解性有机质含量及光谱特征 被引量：2
9
作者 陈心怡 刘钰钦 +1 位作者 陈淼 王文峰 《农业资源与环境学报》 北大核心 2025年第1期149-158,共10页
本研究依托海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站长期定位试验,设置玉米连作(单作物)、辣椒+玉米轮作(双作物)、辣椒+玉米/绿肥套种(三作物)和辣椒/玉米套种+豆角/绿肥套种(四作物)4种处理,利用紫外吸收光谱、三维荧光光谱... 本研究依托海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站长期定位试验,设置玉米连作(单作物)、辣椒+玉米轮作(双作物)、辣椒+玉米/绿肥套种(三作物)和辣椒/玉米套种+豆角/绿肥套种(四作物)4种处理,利用紫外吸收光谱、三维荧光光谱结合平行因子法考察作物多样性(轮作)对研究区砖红壤溶解性有机质(DOM)含量及光谱特征的影响。结果显示,相比于单作物连作,增加作物多样性的轮作处理土壤有机质含量和持水率增加,但DOM含量降低。不同处理土壤DOM由可见光区类富里酸(E_(x)/E_(m)=355 nm/432 nm,C1)、类腐植酸(E_(x)/E_(m)=425 nm/471 nm,C2)和类蛋白(E_(x)/E_(m)=325 nm/336 nm,C3)3种荧光组分组成,组分C1对DOM荧光组分贡献最高(47%~76%)。相比于单作物连作,增加作物多样性的轮作处理土壤DOM的C1组分相对丰度增加,而C2和C3相对丰度降低。光谱特征参数结果显示,单作物连作处理土壤DOM的芳香度(UV_(254)、SUVA_(254))、腐殖化程度(HIX)及分子量(E2/E3、光谱斜率比SR)高于作物多样性轮作处理土壤。豆科作物的引入降低了三作物和四作物轮作处理土壤DOM的自生源特征。HIX与C1组分呈显著正相关(R^(2)=0.96,P<0.05),表明土壤腐殖化程度主要由类富里酸物质贡献。研究结果可为热带地区土壤农业种植模式的构建和优化提供理论依据。 展开更多
关键词 作物多样性 轮作 砖红壤 溶解性有机质 光谱分析
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南京市中、富营养化城市湖泊溶解性有机质的组成特征及来源分析 被引量：1
10
作者 王华梓 胡思文 +4 位作者 左腾腾 童幸子 张玄麒 周一豪 赵大勇 《中国环境科学》 北大核心 2025年第5期2520-2529,共10页
以江苏省南京市境内多个城市湖泊为野外调查对象,收集了78份来自中营养和富营养化城市湖泊的水体样品,采用三维荧光光谱结合平行因子分析法解析了水体中DOM的组成、来源,并探究其与水体理化因子间的相互关系,以期揭示水体富营养化对DOM... 以江苏省南京市境内多个城市湖泊为野外调查对象,收集了78份来自中营养和富营养化城市湖泊的水体样品,采用三维荧光光谱结合平行因子分析法解析了水体中DOM的组成、来源,并探究其与水体理化因子间的相互关系,以期揭示水体富营养化对DOM荧光特征的影响及作用途径.结果表明,所调查湖泊中共存在3种DOM荧光组分,包括人为活动产生的类腐殖质物质C1组分,陆源输入的类腐殖质物质C2组分,以及湖泊水体微生物代谢释放的类蛋白物质C3组分,其中在富营养化水体中类腐殖质C2组分和以色氨酸成分为主的C3组分的荧光强度平均高于中营养水体.荧光特征参数的分析结果表明,水体中的DOM兼具陆源和自生源,中营养水体中DOM的腐殖化程度高于富营养化水体,但所测湖泊水样中DOM的腐质化指数普遍低于1.0,并且DOM自生源指数随着水体营养指数的升高呈现增加趋势.此外,富营养化湖泊水体中的叶绿素a含量显著高于中营养湖泊,水体中叶绿素a含量与C2、C3组分的荧光强度以及DOM的自生源指数均呈现显著正相关,表明富营养化水体可能通过刺激藻类的大量繁殖,从而进一步导致内源DOM的释放. 展开更多
关键词 城市湖泊 富营养化 溶解性有机质 三维荧光光谱 组成特征 来源解析
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自由基氧化活性与溶解性有机质分子结构的定量构效关系研究进展 被引量：1
11
作者 刘文波 王桢 +1 位作者 邓权东 江进 《环境化学》 北大核心 2025年第9期2171-2183,共13页
自由基是基于高级氧化技术的氧化性深度水处理体系中的重要活性组分,其对目标污染物的氧化效能受到水体中溶解性有机质(DOM)等水质背景成分的强烈干扰.本文系统总结了羟基自由基(HO·)、硫酸根自由基(SO_(4)^(·-))、碳酸根自由... 自由基是基于高级氧化技术的氧化性深度水处理体系中的重要活性组分,其对目标污染物的氧化效能受到水体中溶解性有机质(DOM)等水质背景成分的强烈干扰.本文系统总结了羟基自由基(HO·)、硫酸根自由基(SO_(4)^(·-))、碳酸根自由基(CO_(3)^(·-))和卤素自由基(Cl·、Cl_(2)^(·-)、Br·和Br_(2)^(·-))等主要自由基活性组分与DOM的反应动力学.通过横向对比发现SO_(4)^(·-)、CO_(3)^(·-)、Cl_(2)^(·-)和Br_(2)^(·-)与DOM的反应活性相对较低,因而这些自由基活性组分更具选择氧化性.梳理了表征DOM分子结构特性的特征光谱参数,并综述了自由基对DOM的氧化活性与DOM特征光谱参数间的定量构效关系,以期为精准评估复杂水体环境中DOM引起的强基质效应提供理论参考与技术指导. 展开更多
关键词 自由基 溶解性有机质 污水有机质 定量构效关系 高级氧化技术
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溶解性有机质介导下Shewanella putrefaciens CN32与Geobacter sulfurreducens PCA共培养对汞形态转化的影响
12
作者 宋恩 王韫橙 +7 位作者 江杨昭 赵皓宇 胡大福 胡玉洁 卞永荣 杨兴伦 叶茂 蒋新 《土壤学报》 北大核心 2025年第3期740-751,共12页
溶解性有机质和微生物影响稻田湿地厌氧条件下汞的形态转化,然而,目前还不清楚在这种条件下,特定有机质如何影响汞形态转化。为探明几种溶解性有机质(DOM)介导下微生物共培养对汞形态转化的影响,通过模拟厌氧环境,选择3种DOM(含巯基的... 溶解性有机质和微生物影响稻田湿地厌氧条件下汞的形态转化,然而,目前还不清楚在这种条件下,特定有机质如何影响汞形态转化。为探明几种溶解性有机质(DOM)介导下微生物共培养对汞形态转化的影响,通过模拟厌氧环境,选择3种DOM(含巯基的半胱氨酸、谷胱甘肽与黄腐酸)和2种微生物(快速营造还原环境的希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens CN32)与汞甲基化功能微生物地杆菌(Geobacter sulfurreducens PCA)),进行批处理试验,研究DOM介导和微生物共培养对汞形态转化的作用机理。结果表明,G.sulfurreducens PCA对Hg(Ⅱ)的单位细胞吸附/吸收容量仅为S.putrefaciens CN32的69.0%,半胱氨酸和谷胱甘肽未提高G.sulfurreducens PCA胞内总汞比例,而降低了S.putrefaciens CN32胞内总汞比例。对于G.sulfurreducens PCA培养体系,半胱氨酸促进了汞还原和甲基化,谷胱甘肽促进了汞还原,而黄腐酸抑制了汞还原和甲基化。在S.putrefaciens CN32与G.sulfurreducens PCA共培养体系,其半胱氨酸络合态汞甲基化比例高达18.7%,这主要归因于微生物共培养增强了G.sulfurreducens PCA汞甲基化。本研究进一步认识了厌氧条件下DOM介导和微生物共培养对汞形态转化的影响机制,为稻田湿地中汞污染修复提供了理论依据。 展开更多
关键词 汞 溶解性有机质 微生物共培养 甲基化 还原
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三峡库区人类活动对河流溶解性有机质的影响路径解析
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作者 张琼 刘睿 +3 位作者 张静 郑达燕 张柳柳 郑财贵 《生态学报》 北大核心 2025年第2期701-715,共15页
为辨析土地利用对河流溶解性有机质(DOM)陆源驱动的直接影响和营养状况驱动的间接影响,基于土地利用数据、水质营养状况数据和DOM组分数据,采用紫外-可见光吸收光谱(UV-VIS)和三维荧光-平行因子分析(EEM-PARAFAC)技术,探究2022年8月(雨... 为辨析土地利用对河流溶解性有机质(DOM)陆源驱动的直接影响和营养状况驱动的间接影响,基于土地利用数据、水质营养状况数据和DOM组分数据,采用紫外-可见光吸收光谱(UV-VIS)和三维荧光-平行因子分析(EEM-PARAFAC)技术,探究2022年8月(雨季)三峡库区澎溪河流域的DOM组分特征,并运用偏最小二乘路径模型(PLS-PM),量化多空间尺度下土地利用对DOM陆源驱动的直接影响和营养状况驱动的间接影响。结果表明:(1)流域共检测出三种主要荧光组分,并以类腐殖质为主。流域水体DOM受到陆源输入和内源输入的双重影响。(2)整体上,土地利用对河流DOM陆源驱动的直接影响小于营养状况驱动的间接影响,其中溶解性有机碳(DOC)和有色溶解性有机质(CDOM)对内源输入更为敏感;荧光溶解性有机质(FDOM)对陆源输入更为敏感。(3)水田和河渠对DOM陆源驱动的直接影响较大,水库坑塘、灌木林和中覆盖度草地对DOM营养状况驱动的间接影响较大,斑块密度(PD)和斑块结合度(COHESION)对DOM陆源驱动的直接影响和营养状况驱动的间接影响均较大。(4)土地利用对不同DOM组分陆源驱动的直接影响各异,营养状况驱动的间接影响多在子流域较为显著。单个土地利用指标(如水田、疏林地、其它林地和PD等)对河流DOM陆源驱动的直接影响多在500 m河岸带缓冲区最大,对营养状况驱动的间接影响(如水田、灌木林、中覆盖度草地和河渠等)多在子流域最大。研究揭示了人类活动对河流DOM的影响机制,为科学规划三峡库区土地利用格局和有效调控三峡库区水生态环境提供重要理论支撑。 展开更多
关键词 溶解性有机质 土地利用 陆源驱动的直接影响 营养状况驱动的间接影响 偏最小二乘路径模型(PLS-PM) 三峡库区
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蒙脱石和赤铁矿对老化生物炭衍生溶解性有机质的优先吸附机制
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作者 宁永星 周佳豪 +4 位作者 刘凯 刘高源 段稀朝 郭家文 李芳芳 《农业环境科学学报》 北大核心 2025年第6期1563-1570,共8页
为研究蒙脱石和赤铁矿对老化前后生物炭衍生溶解性有机质(BDOM/ABDOM)的优先吸附机制,玉米秸秆生物炭经30%过氧化氢处理制得老化生物炭,并用石英砂(对照组)、蒙脱石和赤铁矿与BDOM/ABDOM进行程序吸附实验。结果表明:由于ABDOM与矿物之... 为研究蒙脱石和赤铁矿对老化前后生物炭衍生溶解性有机质(BDOM/ABDOM)的优先吸附机制,玉米秸秆生物炭经30%过氧化氢处理制得老化生物炭,并用石英砂(对照组)、蒙脱石和赤铁矿与BDOM/ABDOM进行程序吸附实验。结果表明:由于ABDOM与矿物之间的静电斥力降低,生物炭的老化增加了石英砂对BDOM的吸附,而蒙脱石/赤铁矿添加组则相反。3种矿物对于BDOM首次的吸附效率均最高,矿物结合态有机质(MAOM)形成效率的排序为蒙脱石>赤铁矿>石英砂,MAOM形成效率主要取决于原始矿物本身性质,蒙脱石对BDOM具有较高的吸附量主要是因为更大的比表面积提供了更多吸附位点以及更为显著的阳离子桥接作用。赤铁矿与BDOM中的酪氨酸/色氨酸类蛋白以及富里酸组分具有较高的亲和力,能够优先发生配体交换而吸附。而对于ABDOM,蒙脱石和赤铁矿则优先吸附其中的富里酸及类胡敏酸组分。 展开更多
关键词 生物炭 矿物 吸附 溶解性有机质 老化
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黄河内蒙古段河冰表面光谱特征及冰内溶解性有机质光谱分析
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作者 冷玉鹏 李春江 +3 位作者 杨文焕 李卫平 汤世科 李志军 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第8期2273-2280,共8页
河冰表面光谱特征是遥感反演的主要参数之一,能够为研究冰的光学性质提供主要依据。冰面反射率是用来研究寒区水域大气和水体之间能量交换的重要参数,也是光谱特征中最主要的参数。溶解性有机质(DOM)对于指示水环境具有重要作用,因此分... 河冰表面光谱特征是遥感反演的主要参数之一,能够为研究冰的光学性质提供主要依据。冰面反射率是用来研究寒区水域大气和水体之间能量交换的重要参数,也是光谱特征中最主要的参数。溶解性有机质(DOM)对于指示水环境具有重要作用,因此分析河冰中溶解性有机质的光谱特性对认识其环境指示作用具有重要意义。利用便携光谱仪对冰面进行光谱测定,通过冰样的三维荧光光谱结合平行因子分析法(PARAFAC),揭示了黄河内蒙古段河冰的光谱特征以及DOM的荧光组分、来源特征和影响因素,为冰体中DOM组成和来源特性研究提供理论基础。结果表明:黄河冰表面的反射率变化趋势是先增大后减小,泥沙量对冰的反射率存在很大的影响。黄河内蒙古段冰内主要含有1种类蛋白质(类色氨酸)和1种陆源腐殖质,其荧光强度的贡献分别为56.62%和43.38%。荧光强度在冰表层最低,沿冰厚增长方向逐渐增大。通过对荧光特征参数的分析,得到所取冰样的荧光指数FI值为1.31~2.42,生物指数BIX值为0.74~2.93,腐殖化指数HIX值为0.20~1.74。不同的荧光特征参数表明黄河内蒙古段冰样的DOM来源为内源释放和外源输入,其中内源贡献较大,且冰体的腐殖化程度较低。研究结果揭示了黄河内蒙古段河冰的光谱特征、DOM的荧光特征以及组分来源等相关影响因素,可以为今后进一步研究冰内DOM的演化过程以及寒区河流的水质识别与冰下生态监测提供相应的理论依据与数据支持。 展开更多
关键词 黄河冰 光谱特征 溶解性有机质 三维荧光光谱 荧光特征参数
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环境修复过程中溶解性有机质对镉环境行为影响研究进展
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作者 马嘉宝 刘斯文 +6 位作者 王博 吴迪 魏吉鑫 孙青 马晨格 黄毅 严桃桃 《岩矿测试》 北大核心 2025年第3期516-529,共14页
随着经济社会的快速发展和镉(Cd)的持续排放,Cd污染日益成为中国乃至全球面临的重大环境问题。溶解性有机质(DOM)作为有机物中最活跃的组分,其分子量通常在几Da至几百kDa之间。DOM包含的羧基、羟基、酚基等多种活性官能团是环境中诸多... 随着经济社会的快速发展和镉(Cd)的持续排放,Cd污染日益成为中国乃至全球面临的重大环境问题。溶解性有机质(DOM)作为有机物中最活跃的组分,其分子量通常在几Da至几百kDa之间。DOM包含的羧基、羟基、酚基等多种活性官能团是环境中诸多重金属的配位体和迁移载体。DOM与Cd之间通过物理吸附、配体交换、表面络合等作用,显著影响着Cd在环境中的形态、生物可利用性、毒性和迁移转化。但从Cd污染修复的角度来看,Cd与DOM的络合作用是控制Cd修复成效的关键因素。DOM可以通过配体交换直接形成DOM-Cd二元络合物。根据DOM、Cd(Ⅱ)和矿物/金属表面阳离子(Mi/Me)的不同桥接位置,也可以形成A型或B型两种三元络合物。DOM来源多样,成分、结构复杂,不同条件下DOM对Cd呈现钝化或活化两种作用,在Cd污染原位钝化修复、淋滤修复或者植物修复中得到广泛应用。本文在总结近年来国内外相关研究基础上,对DOM和Cd的络合作用类型进行了重点评述,分析了DOM分子量、环境pH值、离子强度、温度等因素影响Cd-DOM络合作用及Cd吸附(解吸)机制,在此基础上探讨了DOM在土壤/沉积物Cd污染原位钝化修复、异位修复中的主要应用方向,这些方法有助于降低Cd污染修复环境风险和修复成本。通常情况下,小分子量DOM含有更丰富的官能团和更复杂的络合位点,容易形成可溶性DOM-Cd络合物,特别是对于分子量<30kDa的DOM组分,可向环境中释放更多的Cd;在较高pH值环境条件下,则有利于增强DOM-Cd络合物的稳定性和土壤对Cd的吸附,而高离子强度对Cd吸附有很强的抑制作用;在Cd污染修复工作中,选择腐殖化程度较高的较大分子量DOM(>30kDa),并配施铁氧化物等无机钝化剂,可明显地提升Cd污染原位钝化修复成效;在Cd的化学淋滤或植物修复中,选择小分子量DOM(<5kDa)以提高污染修复的成效。未来该领域研究建议关注三方面:①不同分子量DOM与Cd的络合作用研究,精准解析DOM内部不同组分的功能基团与Cd的络合作用。②加强多种因素影响和控制下DOM对Cd吸附与解吸、迁移转化和生物有效性研究。③加强DOM在Cd污染修复技术研究,完善DOM与Cd相互作用的数值模拟模型,为Cd污染长期观测工作提供路径指引和数据支撑,更加精准地揭示Cd在环境中的迁移转化过程。 展开更多
关键词 镉 溶解性有机质 络合作用 吸附(解吸)机制 环境修复
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不同物料堆肥施用对土壤溶解性有机质分子多样性的影响
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作者 杨冰玫 孙晓凡 +3 位作者 张子帅 苏婧 党秋玲 席北斗 《环境科学研究》 北大核心 2025年第8期1826-1837,共12页
为揭示不同物料堆肥及其施用量对土壤溶解性有机质(DOM)组成的影响,本文以施用餐厨垃圾沼渣堆肥、牛粪堆肥和污泥堆肥的粉壤土为研究对象,采用傅里叶变换离子回旋共振质谱法(FT-ICR MS)系统解析了分别施用3种不同物料堆肥后土壤DOM分子... 为揭示不同物料堆肥及其施用量对土壤溶解性有机质(DOM)组成的影响,本文以施用餐厨垃圾沼渣堆肥、牛粪堆肥和污泥堆肥的粉壤土为研究对象,采用傅里叶变换离子回旋共振质谱法(FT-ICR MS)系统解析了分别施用3种不同物料堆肥后土壤DOM分子特性与结构组成的演变规律。结果表明:①施用堆肥后,土壤DOM分子的不饱和程度更高。相比于未施肥土壤,其质荷比(m/z_(wa))、氢碳比(H/C_(wa))、等效双键数(DBE_(wa))、修正芳香指数(AI_(mod,wa))值更低,而氧碳比(O/C_(wa))与碳的标准氧化态(NOSC_(wa))值更高。②餐厨垃圾沼渣堆肥(5F)施用量为5%,牛粪堆肥(10C、20C)和污泥堆肥(10S、20S)施用量分别为10%与20%时,更有利于土壤DOM的积累。③餐厨垃圾沼渣堆肥土壤中以含氮化合物(CHON和CHONS)为主,牛粪堆肥土壤中以含硫化合物(CHOS和CHONS)为主,而污泥堆肥土壤中则以CHO分子为主。从生化类型来看,木质素、单宁类与芳香结构是各处理组DOM的主要组分(相对丰度>83%)。餐厨垃圾沼渣堆肥在肽类的分布上与其他处理组表现出明显差异,表明其能促进DOM矿化,加速微生物的生长繁殖。④杂原子化合物分子多样性呈现物料特异性,且与施用量成正比,具体表现为污泥堆肥>牛粪堆肥>餐厨垃圾沼渣堆肥。研究显示,餐厨垃圾沼渣堆肥施用于粉壤土后土壤DOM矿化速率快,氮素释放效率高;而牛粪堆肥和污泥堆肥因堆肥物料中富含难降解物质,DOM矿化速率较慢,有利于土壤DOM的长期积累。 展开更多
关键词 堆肥施用 土壤溶解性有机质(DOM) 傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS) 分子多样性 杂原子化合物
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洪泽湖河湖交汇区不同植被覆盖土壤溶解性有机质光谱特征研究
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作者 程虎 吴玉东 +5 位作者 郭俨辉 闵炬 陆海鹰 韩建刚 张龙江 纪荣婷 《土壤学报》 北大核心 2025年第5期1308-1318,共11页
为探明河湖交汇区土壤溶解性有机质(Dissolved organic matter,DOM)总量、组分与来源特征,强化对湿地生态系统中DOM生物地球化学过程的认识,采用紫外/可见光光谱和荧光光谱技术,研究洪泽湖河湖交汇区湖草滩、芦苇滩、杨树林、柳树林土壤... 为探明河湖交汇区土壤溶解性有机质(Dissolved organic matter,DOM)总量、组分与来源特征,强化对湿地生态系统中DOM生物地球化学过程的认识,采用紫外/可见光光谱和荧光光谱技术,研究洪泽湖河湖交汇区湖草滩、芦苇滩、杨树林、柳树林土壤DOM的光谱特征。结果表明,不同植被覆盖土壤DOM含量表现为芦苇滩>湖草滩>杨树林>柳树林,其中芦苇滩土壤0~40 cm溶解性有机碳含量可达193.2 mg·kg^(-1)。DOM光谱指数A_(250)/A_(365)、SUVA_(254)、SUVA_(260)和SR值分别介于3.7~4.5、1.3~1.8、0.86~1.8和3.6~4.9,湖草滩土壤DOM分子量、芳香性和疏水性显著高于其他土壤,在垂直结构上,20~40 cm土层DOM分子量、芳香性和疏水性相对较低。通过EEM-PARAFAC解析出4种荧光组分,分别为陆源类腐殖酸、海洋源类腐殖酸、类黄腐酸和类蛋白。各土层腐殖酸类物质含量均占主导,占比达到55.1%~70.1%,20~40 cm土层中蛋白类物质含量部分有所上升,特别是芦苇滩土壤。各植被下土壤FI、BIX和HIX指数分别介于1.3~1.5、0.47~0.72和1.7~7.4,表现出陆源主导形成,自生源特性弱,腐殖化程度较高,分子量与结构相对复杂,不同植被覆盖下土壤DOM性质差异显著。综上,研究结果揭示了洪泽湖河湖交汇区不同植被覆盖土壤DOM总量与光谱特征差异,为理解河湖交汇区DOM环境行为、强化关键区域碳封存效率及其生境保护提供了科学依据。 展开更多
关键词 土壤 溶解性有机质 光谱特征 植被覆盖 河湖交汇区 洪泽湖
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溶解性有机质影响下的乌江上游重金属时空分布、来源解析和风险评价
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作者 王宏渤 孟玥廷 +3 位作者 梁恩航 李斌 马若绮 王婷 《北京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期578-592,共15页
基于乌江上游 18个断面的监测数据,对 8种金属离子的时空分布、来源和生态风险进行分析,并探究 DOM对重金属迁移和分布特征的影响.结果表明,乌江上游河段重金属含量整体上较低,季节差异显著,Cr,Fe,Co,Ni,Cu,As,Cd和 Sb的平均离子浓度分... 基于乌江上游 18个断面的监测数据,对 8种金属离子的时空分布、来源和生态风险进行分析,并探究 DOM对重金属迁移和分布特征的影响.结果表明,乌江上游河段重金属含量整体上较低,季节差异显著,Cr,Fe,Co,Ni,Cu,As,Cd和 Sb的平均离子浓度分别为 0.71,19.20,0.17,1.09,0.73,0.65,0.06和 1.22 μg/L,均低于国家地表水环境质量Ⅲ类水质标准.主成分分析结果表明,Cr,Fe,Co,Ni,Cd和 Sb存在同源性,以自然来源为主,Cu还受到电镀、印染等工业活动的影响,As部分来源于农药和化肥的施用.重金属浓度与 DOM及其荧光组分 C1~C4 正相关,表明 DOM 对金属离子在水体中的迁移和富集具有促进作用.Cr,Fe,Co,Ni和 Sb离子浓度与 DOM特征参数 SUVA_(254) 及 BIX显著正相关,进一步证实 DOM 芳香度和生物活性越高,与金属离子的结合能力越强.单因子和内梅罗综合污染指数评价结果表明,乌江上游水体重金属污染水平较低,可作为理想的饮用水源,但应关注 DOM影响下的重金属潜在生态风险. 展开更多
关键词 乌江上游 重金属 溶解性有机质 时空分布 来源解析 风险评价
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光化学转化对藻源溶解性有机质微生物转化的影响机制
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作者 康入蕴 安世林 +3 位作者 黄秀琳 吴凤亭 李学艳 杜瑛珣 《湖泊科学》 北大核心 2025年第4期1198-1210,I0023,共14页
在气候变暖和人类活动增加的双重压力下,湖泊富营养化和藻类水华暴发导致大量藻源溶解性有机物(algal dissolved organic matter,ADOM)产生,其转化过程是湖泊碳循环研究的重点。为探究湖泊中光化学转化对ADOM微生物转化的影响,本研究以... 在气候变暖和人类活动增加的双重压力下,湖泊富营养化和藻类水华暴发导致大量藻源溶解性有机物(algal dissolved organic matter,ADOM)产生,其转化过程是湖泊碳循环研究的重点。为探究湖泊中光化学转化对ADOM微生物转化的影响,本研究以富营养化湖泊——太湖中的ADOM为研究对象,进行18 d的微生物培养以及先自然光照后微生物培养实验。通过紫外可见光谱法、三维荧光光谱平行因子分析法、傅里叶变换离子回旋共振质谱法比较两处理组中ADOM的有色DOM、荧光DOM和分子转化差异,并通过16S rRNA测序技术探究微生物群落变化。结果表明,光照微生物处理组溶解性有机碳的降解速率明显低于微生物处理组(0.28 d^(-1) vs.0.75 d^(-1))。转化过程中荧光组分和分子的变化显示:光化学过程对类蛋白质/多肽类分子的转化减少了微生物转化的底物,且光化学生成的分子仅有近一半能够被后续的微生物过程利用。微生物处理组细菌多样性显著高于光照微生物处理组;一些菌属的丰度与DOM组分显著相关,表明光化学过程对ADOM组成的改变是影响微生物群落结构的重要原因。研究揭示了自然光照对ADOM微生物转化的抑制机制,有助于全面理解富营养化湖泊的碳循环过程。 展开更多
关键词 藻源溶解性有机质 光化学 微生物转化 分子组成 细菌群落结构 太湖
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