河流中溶解有机质光转化机制及颗粒物的影响探究
编号:333
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更新:2023-04-25 16:22:49
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快闪报告
摘要
天然溶解有机质(DOM)是地球的动态碳库之一,是全球碳循环的关键中间体。探索DOM的来源及转化途径,对更好地了解区域生态系统中的碳周转和全球碳收支问题至关重要。光化学反应是表层水体中DOM转化和去除的重要方式之一,对水生态系统的物质能量循环有着不可忽视的影响,但其中的过程目前研究比较匮乏,导致难以准确理解流域有机质的转化机理和碳循环。
本研究采集天津地区河流(蓟运河与潮白新河)的表层水体样品,并使用紫外-可见光吸收光谱、荧光光谱以及傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS)技术,测定了DOM的光谱特征和分子组成。本研究旨在探究颗粒物存在与否对DOM经光化学转化后的组成、化学特征以及生物可利用程度的影响。实验结果表明,DOM分子组成显示两条河流均受到乡镇人类活动的影响。在经过24小时的模拟自然光照后,水样中DOM的组成发生了显著变化。观察到明显的光漂白现象,平均分子质量下降,并且类腐殖酸、色氨酸等芳香化合物的芳香基团被破坏。含有杂原子(N和S)的分子光敏感程度更高,更易被光降解。光化学活性较高的DOM分子主要由不饱和、高芳香度的陆源物质组成,如木质素和单宁;而光反应生成的产物分子则芳香度较低,主要由饱和脂肪族、类蛋白及糖类物质构成。颗粒物的存在能够将DOM光转化(降解或生成)的效率提高约两到四倍。生物培养实验结果表明,光照能够将部分生物难以利用的DOM转化为易于利用的营养物质。同时,在一定程度上,颗粒物的存在会改变光转化后DOM被生物利用的潜力。本研究丰富了天然河水中DOM的光化学转化机制研究,为全球碳循环的动态研究提供了更多理论依据。
稿件作者
侯静怡
天津大学地球系统科学学院
李思亮
天津大学地球系统科学学院
葛金凤
天津大学地球系统科学学院
张若纯
天津大学地球系统科学学院
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