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公司李忠武教授团队在DOM影响沉积物重金属环境行为研究方面取得新进展

发布人:周亮日期:2022年06月11日 21:15浏览数:

近日,公司“潇湘学者”特聘教授李忠武教授团队在水环境领域顶级期刊Water Research上发表题为“How do drying-wetting cycles influence availability of heavy metals in sediment? A perspective from DOM molecular composition”的研究论文,揭示了干湿交替驱动下河岸带沉积物溶解性有机质(Dissolved Organic Matter, DOM)影响重金属有效性的分子作用机制。黄梅博士为论文第一作者,李忠武教授为论文通讯作者,公司为论文第一署名单位,四川农业大学和湖南大学为合作研究单位。该研究工作得到了国家自然科学基金面上基金(51879103)项目的资助。

河岸带是重金属和DOM重要聚集场所之一,具有典型的“干湿交替”特征。干湿交替可能诱导河岸带沉积物DOM结构特征动态变化进而影响重金属环境行为与效应,然而相关分子机制此前尚不清楚。因此,该研究通过探究河岸带沉积物干湿交替下DOM分子组成变化规律、重金属形态变化特征、DOM与重金属响应关系,探讨了干湿交替-DOM组成结构-DOM与重金属结合行为三者之间的耦合机制。

研究发现,在干湿交替过程中,沉积物DOM中芳香性强、分子量高的化合物被保留,同时DOM中的N、S元素被释放或者被消耗(图1),从而对不同重金属环境行为产生差异性影响。一方面,DOM中强芳香性化合物与Cd形成复合物并与沉积物中矿物质结合,进而显著降低了Cd的有效性;另一方面,DOM中N、S的释放与消耗可通过引起重金属的共沉淀或促进重金属从DOM中释放转化为游离态,使得Cu和Zn的有效性基本保持不变。这些发现增加了对河岸带沉积物中重金属环境地球化学行为的认知,为河岸带沉积物重金属污染调控提供了重要的理论依据(图2)。

图1 干湿交替作用下DOM分子组成变化


图2 干湿交替作用下沉积物DOM对重金属的影响


原文链接:https://doi.org/10.1016/j.watres.2022.118671

供稿人:聂小东

审核人:周国华

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