PDF《热处理后水稻土溶解性有机质光谱特征的变化》

江苏省自然科学基金项目 (BK20150265) ;

江苏省教育厅基金项目 (15KJB610002) Project supported: The National Natural Science Foundation of China (41403095) ;

The Natural Science Foundation of Jiangsu Province, China (BK20150265) ;

The Natural Science Foundation of the Jiangsu Higher Education Institutions of China (15KJB610002) 圆园18,

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2018 年3月农业环境科学学报允燥怎则灶葬造 燥枣 粤早则燥鄄耘灶增蚤则燥灶皂藻灶贼 杂糟蚤藻灶糟藻 庞燕华, 陈莉娜, 张晟, 等. 热处理后水稻土溶解性有机质光谱特征的变化[J]. 农业环境科学学报, 2018,

37 (3) : 505-514. PANG Yan-hua, CHEN Li-na, ZHANG Sheng, et al. Changes in the spectral characteristics of dissolved organic matter from paddy soil after heating[J]. 允燥怎则灶葬造 燥枣 粤早则燥-耘灶增蚤则燥灶皂藻灶贼 杂糟蚤藻灶糟藻, 2018,

37 (3) : 505-514. 热处理后水稻土溶解性有机质光谱特征的变化 庞燕华 员,陈莉娜 员, 圆,张晟员,涂保华 员,张文艺 员,黄兆琴 猿,胡林潮 员, 圆* (1.常州大学环境与安全工程学院, 江苏 常州 圆员猿员远源;

圆援常州市环境科学研究院, 江苏 常州 圆员猿园圆圆;

猿援江苏城市职业学院城市 科学系, 南京 圆员园园猿远) 农业环境科学学报 第37 卷第

3 期gion and the fluorescence peak in the visible region decreased. This result showed that the soil aromaticity and the molecular weight de原creased after heating. The infrared spectra results showed that the amounts of carboxylic acid substances increased after heating. The aliphatic substances content increased at

200 益and

250 益, but decreased at

300 益. These results will provide a basis for assessing the en原vironmental risk of contaminants in soils under the influence of heat treatment. Keywords: dissolved organic matter;

heating;

humification degree;

paddy soil;

spectral characteristics 溶解性有机物 (DOM) 是指自然环境中能通过孔 径为 0.45 滋m 滤膜的一类具有不同结构及分子量大 小的有机物的连续体或混合体[1] . DOM 在土壤有机质 中含量一般不超过 1%, 主要来自动植物残体分解、 根 系分泌物、 土壤微生物生物量及腐殖质等, 由低分子 量的游离氨基酸、 碳水化合物、 有机酸以及大分子量 的酶、 氨基糖、 腐殖质等组成[2] , 它经地表径流、 淋溶等 途径进入水体并成为水体的一部分, 是土壤中的重要 组分, 在土壤的很多化学和生物进程中起重要作用[3] . 土壤受火 (或热处理) 事件较常见, 一般分为人为 原因 (比如秸秆焚烧、 污染土壤热处理工艺等) 和自 然原因 (森林大火、 草原野火等) 两类.火烧可以使土 壤理化性质发生明显的变化[4] , 同时对土壤有机质的 含量和组成产生极大的影响,其变化与火烧强度、 持 续时间等诸多因素有关[5] .国内外对热处理影响土壤 的研究多停留在理化性质, 而热处理对土壤 DOM 的 组成、 结构等诸方面的影响及其带来的环境影响尚不 清楚. 国内外已有不少学者利用紫外-可见光谱 (UV- VIS) 和三维荧光光谱 (3DEEM) 相结合研究水体、 沉 积物和土壤中 DOM 的光学特性、 组成结构和来源[6-8] , 但只有 Vergnoux 等[9] 将其运用于受热之后土壤 DOM 光学特性的研究中,并且发现了热处理后土壤 DOM 的三维荧光图发生蓝移现象.由于 DOM 中含大量能 产生荧光现象的基团, 因此可以应用 3DEEM 分析土 壤DOM 的化学和物理性质[10] .过去通常是利用核磁 共振、 红外光谱等手段对 DOM 进行分析, 目前, 随着 仪器分析技术的发展, 越来越广泛地采用光谱技术对 DOM 进行表征.与前者相比, 3DEEM 灵敏度高, 不破 坏样品结构, 需要样品量更少, 分析 DOM 效果更显 著[11] . 紫外光谱通常被用来表征自然有机质, 芳香结 构可以通过 UV-VIS 光谱的分析确定,其具有方便、 易操作并可随时监测等优势,紫外吸收的曲线特征、 不同浓度的吸收值以及特定波长的吸收值之间的比 值等对有机质的来源和组成结构分析等也具有一定 的价值[12] . 本文利用 UV-VIS 光谱、 3DEEM 和红外光谱技 术分析热处理对土壤 DOM 的影响, 并基于光谱特征 变化, 探讨热处理作用对土壤 DOM 结构和组分的影 响, 初步分析热处理后土壤 DOM 变化带来的环境风 险, 同时为热影响下土壤中污染物的环境风险评估提 供依据.