環(huán)滇池小流域土壤溶解性有機質(zhì)的光譜特性及光降解研究.pdf

1、溶解性有機質(zhì)(dissolved organic matters，DOM)是指具有不同結(jié)構(gòu)和分子量大小的有機混合物，其普遍存在于自然環(huán)境中，對物質(zhì)能量的輸入循環(huán)和污染物的遷移轉(zhuǎn)化有著重要作用。本文以環(huán)滇池小流域表層土壤為研究對象，首先通過浸提法提取72個表層土壤中的DOM;其次，利用紫外-可見光譜和三維熒光光譜技術(shù)，結(jié)合平行因子分析法，對環(huán)滇池小流域不同地區(qū)土壤DOM的結(jié)構(gòu)特征和來源進行了研究;最后，通過光降解實驗，研究了土壤DOM在避

2、光或不同汞燈光照條件下，其結(jié)構(gòu)、組分以及內(nèi)部碳氮元素濃度的變化特征。研究結(jié)果如下:
　　所有環(huán)滇池小流域土壤DOM的紫外-可見光譜曲線均呈現(xiàn)出相似的特征:吸收系數(shù)隨著波長的增加而降低，并在250-280nm波段存在一個明顯的肩狀吸收峰。柴河水庫和滇池東部地區(qū)土壤DOM的芳香性(A250/A365)、分子量(SR)、腐殖化程度（SUVA254）和所含疏水組分（SUVA260）均高于其他三個區(qū)域。三維熒光光譜顯示，環(huán)滇池土壤DOM中存

3、在4個明顯的熒光峰，分別為:紫外光區(qū)類富里酸峰、可見光區(qū)類富里酸峰和兩種類腐殖酸峰，但類蛋白峰不明顯。熒光指數(shù)(Fluorescence index，F(xiàn)I)的范圍為:1.27-2.00，均值為:1.56±0.15，自生源指標(biāo)(Autochthonous index，BIX)的范圍為:0.44-1.07，均值為:0.67±0.14，表明該地區(qū)土壤DOM既有外源輸入也有自生源產(chǎn)生，但以外源輸入為主，且生物可利用性不高。平行因子分析法(par

4、allel factor analysis，PARAFAC)將土壤DOM分成4個獨立的熒光組分，4個組分之間有著非常顯著的相關(guān)性(P＜0.01)，表示具有同源性。此外，類富里酸熒光組分對DOM的貢獻率相對較大，也說明環(huán)滇池小流域表層土壤DOM的來源主要為外源輸入。
　　在20w和36w汞燈光照84h后，3個土壤DOM樣品的吸收系數(shù)、DOC濃度和4個熒光峰強度均發(fā)生了不同程度的光降解現(xiàn)象。其中，代表大分子組分的可見光區(qū)類富里酸峰和長

5、波類腐殖酸峰強度的降解程度相對較高，表明DOM的有色組分主要為大分子物質(zhì)，這類物質(zhì)對光降解反應(yīng)較敏感。SUVA254值的降低和SR值的升高，說明土壤DOM在光降解過程中腐殖化程度下降，大分子有機物逐漸被分解成小分子物質(zhì)。由于受到DOM原始組分、結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性影響，F(xiàn)I值在光照條件下變化無明顯規(guī)律;而BIX值不斷升高，表示3個土壤DOM樣品呈現(xiàn)出向自生源特征轉(zhuǎn)化的趨勢，微生物活性開始增強。此外，DOM可以借助光降解反應(yīng)釋放出一定量的銨態(tài)氮