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。