人工湿地中沉积物溶解性有机质与Cd结合机制——以株洲市某人工湿地为例

为探究人工湿地不同季节的溶解性有机质(DOM)组分变化以及与Cd之间的相互作用及差异,本研究利用紫外光谱、荧光光谱、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等多种光谱表征技术,并结合平行因子分析(PARAFAC)和二维相关光谱(2D-COS)分析对春秋两季湿地沉积物中DOM进行深入探讨。研究发现,湿地沉积物DOM主要来源于微生物活动、植物凋落物和根系分泌物,亲水性强且芳香性较低。春季与秋季的DOM含量分别为434 mg·kg^(-1)和700 mg·kg^(-1),其中春季主要由两种类蛋白和两种腐殖质组成,而秋季则为一种类蛋白和三种腐殖质。各组分与Cd的淬灭过程主要是静态淬灭,其中春季的蛋白质残基表现出最为明显的淬灭效果,存在两类以上结合位点,而秋季的类蛋白和类富里酸为单齿络合物。类蛋白和类富里酸与Cd的结合比其他组分更为强烈且稳定,并且类蛋白质组分与Cd优先结合。结合过程中,Cd主要与DOM的酰胺、酚羟基、羧基官能团相互作用,其中酰胺的结合速率最快,其次是酚羟基和羧基。

3种叶面阻控剂对水稻籽粒Cd、As富集影响效果

为探究3种叶面阻控剂单施及配施对水稻籽粒Cd、As富集的影响,以松雅早1号和五香优粤农丝苗分别为供试早、晚稻品种,采用盆栽试验方法,设置9个处理:对照(CK),单施半胱氨酸(L-Cys)、硫化钾(K2S)和磷酸氢二钾(K2HPO4),以及两种叶面阻控剂配施(L-Cys与K2S低/高浓度配施、L-Cys与K2HPO4低/高浓度配施、K2S与K2HPO4低浓度配施),研究叶面阻控剂单施及配施对水稻籽粒Cd、As富集的影响.结果表明:①叶面阻控剂单施及配施均能使水稻籽粒中Cd、As含量降低,除L-Cys与K2S/K2HPO4低浓度配施处理外,其余处理糙米Cd含量均低于安全生产标准(0.20 mg·kg^(−1));与CK相比,施加叶面阻控剂的处理使早晚稻糙米无机砷(IAs)含量分别降低4.68%~56.75%和2.84%~16.91%.②叶面阻控剂单施及配施可以促进Cd、As从茎向叶的转运,抑制Cd、As从叶向籽粒的转运,并使Cd、As固存在叶片细胞壁中,从而降低水稻籽粒中的Cd、As含量.③L-Cys与K2S高浓度配施处理降低糙米Cd、As效果最好,使早、晚稻糙米Cd含量分别降低37.64%、26.37%,且均低于0.20 mg·kg^(−1);使早稻糙米无机砷ω(IAs)降至0.10 mg·kg^(−1)(<0.20 mg·kg^(−1)).研究结果为实现重金属污染耕地农作物安全生产提供理论依据和数据支持.