鄱阳湖水位条件下DOM对重金属生物有效性的影响研究

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重金属对淡水生态系统的污染早已是国内外突出的环境问题,对重金属污染综合防治工作也早已是我国重大规划中的部分。近年来,鄱阳湖流域的重金属污染越来越严重,生态环境变的越来越严峻,加强对重金属污染的防治工作已刻不容缓。溶解性有机质(Dissolved Organic Matter,DOM)是控制重金属形态和生物有效性的重要影响因素之一,但目前对鄱阳湖的重金属和DOM相互作用的研究大部分处于实验室内的研究,有一定局限性,对于鄱阳湖重金属污染治理和水体环境生态修复的实用性并不是很高,而且鄱阳湖作为一个典型的大型过水性、吞吐型、季节性湖泊,对其生态系统的修复和保护时势必要考虑到其水文特性,探究水文条件变化下土-水体系DOM—重金属—微生物多元结合作用对重金属生物有效性的影响,这对鄱阳湖流域重金属污染治理、生态系统的修复和保护是非常具有参考价值和实际意义的。本研究以鄱阳湖的湿生植物灰化苔草为研究对象,模拟鄱阳湖水生生态环境,在不同水位条件下探究不同种类来源的DOM对重金属生物有效性的影响及其作用机制。在室外模拟实验中,通过分析植物的生物量、土壤中重金属的形态变化、土壤中酶的活性,探究在DOM和水位条件影响下,重金属在植物—土壤体系中的迁移转化规律,以及重金属对微生物、植物的生物有效性的影响,研究结果表明水文条件和DOM均是影响重金属的迁移转化、生物有效性的重要因素。主要结论如下:(1)淹水水位条件下对苔草有胁迫作用,外源DOM的添加对植物的生长在一定条件下具有促进作用。苔草对Cu的富集、转运能力均高于Pb。外源添加DOM会弱化了苔草根部对重金属的富集,且促进了苔草根部的重金属向茎叶部分转移。(2)pH的上升伴随着Eh的下降,二者呈显著负相关,EC总体在下降。相同DOM处理下,在淹水时pH上升、Eh下降的幅度均最大;在相同水位条件下,DOM的添加会增加土壤pH升高和Eh下降的幅度。(3)DOM能够恢复或促进微生物的活性,增加土壤的肥力,为微生物提供了营养,稳定的环境条件更有利于酶的活性,而且DOM和土壤环境条件对酶活性的影响是复杂且多变的。(4)不淹水时,添加DOM会活化Cu,但钝化Pb;淹水时,添加DOM会使Cu、Pb均被活化;在交替淹水的水位条件下,DOM对重金属的影响则是不稳定的。
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