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。

水铁矿结晶转化过程中钨的再分配研究

钨是一种受关注较少的污染物,目前对其环境行为的认识还十分有限。在表生环境中,铁矿物-水界面是调控钨等含氧阴离子固液分配和形态的关键界面,对预测钨的迁移和归趋有重要意义。探究水铁矿结晶转化过程中钨的形态转化和再分配,旨在为钨在表生环境中的迁移转化和归宿提供科学依据。参考2-line水铁矿的制备方法合成水铁矿-钨吸附(FhW_Ads)和共沉淀(FhW_Cor)复合体,在60℃好氧条件下进行为期60 d的老化试验,结合X射线衍射和化学形态提取,研究水铁矿转化及钨的形态特征。结果显示:在无钨存在,60 d后最终有82%的水铁矿转化为针铁矿或赤铁矿;而在FhW_Ads和FhW_Cor体系中,针铁矿或赤铁矿特征衍射峰出现时间较晚且强度更弱,最终FhW_Ads体系中水铁矿转化了73%,FhW_Cor体系中转化了57%,意味着钨抑制水铁矿的结晶转化,且共沉淀方式抑制效果更显著。在水铁矿结晶转化过程中,钨逐渐被释放到溶液中,且FhW_Ads体系中钨的释放量(154 mg·L^(-1))高于FhW_Cor体系(110 mg·L^(-1));被释放的钨随后被转化产物再吸附。在矿相转化过程中,钨除了被释放到溶液中,还部分插入矿物晶格内,部分可能转化为结晶态钨铁矿(FeWO4)。该研究结果证实,铁矿物是钨的重要“库”,且铁-钨的复合方式和矿相转化显著改变钨的结合形态和再分配,进一步影响其迁移和归趋。这对理解钨在富铁环境中的环境行为提供了支撑。