覆蓋金屬氧化物對湖泊沉積物溶解性有機質特征的影響

席 銀, 趙海超, 王圣瑞,3*, 肖尚斌, 張 莉, 李艷平, 李文章

1.三峽大學水利與環境學院, 湖北 宜昌 443002 2.中國環境科學研究院湖泊創新基地, 湖泊水污染治理與生態修復技術國家工程實驗室, 北京 100012 3.北京師范大學水科學研究院, 北京 100875 4.河北北方學院農林科技學院, 河北 張家口 075131

覆蓋金屬氧化物對湖泊沉積物溶解性有機質特征的影響

席 銀1,2, 趙海超4, 王圣瑞1,2,3*, 肖尚斌1, 張 莉2, 李艷平2, 李文章1,2

1.三峽大學水利與環境學院, 湖北 宜昌 443002 2.中國環境科學研究院湖泊創新基地, 湖泊水污染治理與生態修復技術國家工程實驗室, 北京 100012 3.北京師范大學水科學研究院, 北京 100875 4.河北北方學院農林科技學院, 河北 張家口 075131

為揭示不同金屬氧化物對湖泊沉積物DOM(溶解性有機質)影響機制，通過室內模擬試驗，在沉積物表層分別覆蓋Fe、Al、Mn氧化物及湖沙后培養1 a，并利用三維熒光和紫外光譜方法進行表征. 結果表明：①覆蓋Al、Fe、Mn氧化物和湖沙主要降低了0～3 cm沉積物的w(DOC)，降幅分別為8.61%、6.27%、22.38%和0.44%. ②沉積物中DOM的類絡氨酸峰(peak B1)和類色氨酸峰(peak T2)均產生較大變化. 其中三種氧化物均顯著降低了上層沉積物中DOM的peak T2，使底層DOM的peakT2顯著增加. Mn氧化物使DOM的peak B1降低，Fe和Al氧化物使DOM的peak B1增加，湖沙則使兩類峰均降低. ③覆蓋金屬氧化物改變了沉積物DOM結構特征，其中覆蓋Fe氧化物增強了其芳香性，而覆蓋Mn氧化物和Al氧化卻降低其芳香性，但三者均使DOM腐質化程度及官能團數量增加，并使FI(Fluorescence Index，熒光指數)增大，表明DOM向生物源轉化. 研究顯示，沉積物表層覆蓋金屬氧化物影響了沉積物中DOM遷移和轉化，并促進了其降解，導致其分子量和腐殖化程度增加.

金屬氧化物; 沉積物; 溶解性有機質; 三維熒光光譜; 紫外光譜

沉積物中DOM(dissolved organic matter，溶解性有機質)是指沉積物中能被水溶液或稀鹽溶液提取出來且能通過0.45 μm膜的有機質. DOM是一種富含芳香性和脂質類、分子量非均勻的混合物，含羥基、羧基、羰基等活性基團[1]. 沉積物中DOM主要來源于流域內遷移、沉積的生物殘體和湖內微生物及其分泌物，其占沉積物總有機質的比例較低，但是最為活躍的組分，幾乎參與所有生物化學過程，對沉積物內營養物質遷移轉化具有舉足輕重的作用[2-3]. 礦物對DOM的吸附是天然有機質在沉積物中穩定保持的重要機制[4]. 金屬氧化物在沉積物中廣泛存在，因其粒徑較小、比表面積大、有一定的電荷點位而具有高界面反應特性，對沉積物有機質生物地球化學過程有重要影響[5].

金屬氧化物對DOM的影響為多種方式共同作用[6-7]. 胡敏酸、富里酸等主要是形成膠膜黏附于鐵、鋁氧化物等無機物內外表面形成復合體，達到一定臨界值時趨于穩定[8]. 腐殖酸能與金屬氧化物礦物表面羥基或與鐵離子發生配位反應而吸附在氧化鐵及其水化物的表面[9]. Gauthier等[10]研究發現，金屬離子與DOM的絡合反應會改變DOM分子的芳香性，也會影響DOM與陰離子態物質之間的絡合程度與強度. DOM的活性基團可以與Fe、Al、Mn等金屬離子螯合，從而形成大分子物質[11]. 金屬礦物與DOM作用過程對沉積物氮磷釋放也有較大影響[12]，進而影響沉積物中營養鹽的遷移. 因此金屬氧化物對湖泊沉積物中DOM地球化學循環具有重要意義，但金屬氧化物對沉積物中DOM含量、腐殖化程度及分子量大小的影響研究鮮有報道.

洱海位于云南省大理白族自治州，是我國代表性高原湖泊之一. 近年來洱海水質處于富營養化初級階段，隨著水生植物的退化沉積物有機質含量較高，有機質對湖泊富營養化的影響逐步加大，特別是水體DOM對湖泊富營養化進程影響較大. 三維熒光光譜和紫外全波長掃描光譜作為研究DOM的常用手段[13]，其可以從分子水平上分析DOM特征，判斷DOM的主要組分和各組分相對含量[14]，通過光譜特征指數表征DOM腐殖化程度、取代基復雜程度和芳香性等信息[15]，能揭示沉積物中金屬氧化物與DOM作用機制. 該研究運用在沉積物表層覆蓋金屬氧化物的室內模擬試驗，運用紫外光譜和三維熒光光譜分析沉積物中DOM熒光特征，揭示添加金屬氧化物對沉積物中DOM影響機制，以期為湖泊富營養化控制技術提供理論依據.

1 材料與方法

1.1 試驗設計

利用彼得森采樣器采集沙坪灣(25°56′8.27″N、100°5′57.50″E)表層(10 cm)沉積物〔其w(TN)、w(TP)、w(DOC)分別為(4 849±180)(974±48)(1 500± 60)mgkg，w(TOM)為(57.64±4.61) gkg〕，篩除雜質混勻后分別置于自制的培養箱(高25 cm、直徑15 cm)中，沉積物厚度為10 cm. 設氧化鐵(Fe組)、氧化鋁(Al組)和氧化錳(Mn組)顆粒物三個金屬氧化物處理；為研究覆蓋顆粒物對沉積物物理因子的影響，另設置覆蓋湖沙顆粒(沙組)作為對比，同時以不覆蓋組(對照組)為對照. 篩取四種顆粒物(粒徑2～4 mm)，分別在培養箱沉積物表層均勻覆蓋一層顆粒物1 600 g(厚度為0.8～1.7 mm)，每組2次重復，加去離子水2 L，取樣后及時補水并定期補水維持培養箱內水深，穩定連續培養1 a后，將沉積物按0～3、3～6、6～10 cm分為上、中、底層，篩除(2 mm篩)未降解覆蓋物，回收率為95%～100%，冷凍干燥測定各項指標. 每個指標測定做三次平行. 同時取上覆水測定其ρ(TP)和ρ(SRP)(SRP為溶解性活性磷).

1.2 試驗方法

沉積物中DOM提取：取3 g過1.149 mm篩的沉積物樣品于50 mL離心管中，加Milli-Q( Millipore，18.25 MΩ·cm)超純水〔V(水)∶m(土)=10∶1〕，恒溫振蕩(25 ℃、220 rmin)24 h，10 000 rmin離心10 min，上清液過0.45 μm的玻璃纖維膜((GFF，Whatman，UK，預先于450 ℃灼燒5 h))后，收集濾液在4 ℃下冷藏，備用.

沉積物中w(DOC)采用TOC-VCPH分析儀(島津，日本)高溫燃燒法測定，標準溶液為1 000 mg鄰苯二甲酸氫鉀溶液稀釋. 沉積物中DOM的三維熒光光譜和紫外-可見吸收光譜分析前，為避免淬滅效應和濃度效應，稀釋樣品直至ρ(DOC)低于5 mgL[16].

沉積物中DOM紫外-可見吸收光譜利用Varian UV-Vis spectrophotometer DR 5000(哈希，美國)測定. 掃描波長范圍為200～900 nm，步長為1 nm，以Milli-Q超純水為參比，中速掃描，自動扣除空白.

沉積物中DOM的三維熒光光譜利用Hitachi F-7000型熒光光譜分析儀(日立，日本)掃描. 激發光源為150 W氙弧燈，PMT電壓為400 V，信噪比>110，響應時間為自動. 帶通(Bandpass)：λEx(激發波長)為5 nm，λEm(發射波長)為5 nm. 掃描速度為2 400 nmmin；掃描光譜進行儀器自動校正. 掃描波長范圍：λEx為200～450 nm，λEm為250～600 nm. 測定前保持溫度恒定〔恒溫水浴(20±1)℃〕；以Milli-Q超純水做空白；試驗過程中每隔一定時間利用超純水的拉曼光譜強度監控熒光儀的穩定性，沒有發現明顯的儀器誤差.

1.3 數據分析

試驗數據采用Excel 2010進行統計分析；SR(光譜斜率)為通過Origin 9.0進行非線性擬合的比值，紫外吸收光譜和三維熒光光譜均采用Origin 9.0處理.

2 結果

2.1 覆蓋金屬氧化物對湖泊沉積物中w(DOM)影響

沉積物中w(DOC)可以表征沉積物中w(DOM)[17]，各組沉積物中w(DOC)變化如圖1所示. 各組沉積物中w(DOC)平均值在1 479.67～1 148.57 mgkg之間，總體大小順序為對照組>Fe組>Al組>湖沙組>Mn組. 上層沉積物中，Fe組、Al組、Mn組、湖沙組與對照組相比w(DOC)分別減少了2.96%、6.23%、28.96%和0.44%；Fe組、Al組和Mn組與湖沙組相比w(DOC)分別減少了2.53%、5.81%和28.64%. 中層沉積物中，Fe組、Al組、Mn組和湖沙組與對照組相比w(DOC)分別減少了8.60%、1.30%、18.65%和16.07%；Fe組、Al組、Mn組與湖沙組相比w(DOC)分別增加了8.90%、17.59% 和-3.07%. 底層沉積物中，Fe組、Al組、Mn組和湖沙組與對照相比w(DOC)分別減少了6.81%、17.80%、20.42%和32.51%;Fe組、Al組、Mn組與湖沙組相比w(DOC)分別增加了38.08%、21.79%和17.91%. 可見，覆蓋不同顆粒物能夠使沉積物中w(DOM)降低，但金屬氧化物與湖沙相比，湖沙組上層沉積物中w(DOM)高于金屬氧化物，而底層沉積物中w(DOM)低于金屬氧化物，并且比Mn組上層增幅較大，比Fe組底層降幅較大. 覆蓋顆粒物能夠增加沉積物-水界面孔隙度，促進O2向沉積物中擴散，有利于沉積物中DOM降解，因此覆蓋顆粒物均降低沉積物中w(DOM). 金屬氧化物顆粒與湖沙相比，Fe、Al、Mn氧化物及其溶解形成的金屬離子能夠與DOM產生化學耦合作用[6-10]，進而影響DOM含量，特別是DOM與Fe離子發生配位反應形成大分子[9,11]，向下遷移，因此Fe組w(DOM)隨著沉積物深度的增加呈上升趨勢.

圖1 覆蓋不同金屬氧化物培養后沉積物中w(DOC)Fig.1 After covering different metal oxide culture sediment DOC content

2.2 覆蓋金屬氧化物對湖泊沉積物中DOM三維熒光光譜特征影響

根據沉積物中DOM的熒光峰位置可以判斷DOM組分的大致類別[17]. 各處理沉積物中DOM均出現2個熒光峰(見圖2). peak B1(λExλEm=265～270 nm300～320 nm)為高激發態類絡氨酸，peak T2(λExλEm=225～235 nm340～345 nm)為低激發態類色氨酸，與微生物降解產生的自由分子或是結合氨基酸有關，主要來源于微生物和浮游植物等殘體分解及微生物分泌的胞外酶，與試驗培養中無外源輸入一致[18-19].

熒光特征峰峰強可代表該類物質濃度大小[20]，各處理沉積物中DOM熒光峰峰強見圖3. 不同處理沉積物中上層DOM的peak B1峰強在139.00～198.20 之間，Mn組和湖沙組顯著低于對照組，分別降低了9.63%、23.06%；Fe組、Al組、Mn組顯著高于湖沙組，分別增加30.04%、42.59%、17.45%. peak T2峰強在323.05～406.20之間，Mn組和湖沙組顯著低于對照組，分別降低14.70%、20.47%；Fe組和Al組顯著高于湖沙組，分別增加了16.64%、10.83%. 中層沉積物中DOM的peak B1峰強在136.00 ～184.40之間，Mn組和湖沙組顯著低于對照組，分別減少20.20%、21.86%；Fe組、Al組和Mn組顯著高于湖沙組，分別增加35.59%、22.79%、2.13%；peak T2峰強在224.55～288.90之間，大小順序為Mn組>Al組>Fe組>湖沙組>對照組，各組均高于對照組，分別增加了28.66%、21.47%、12.60%、12.00%；Fe組、Al組、Mn組與湖沙組相比分別增加了0.54%、8.45%、14.87%. 底層沉積物中DOM的peak B1峰強在136.00～201.40之間，Fe組顯著高于對照增加了13.51%，湖沙組顯著低于對照組降低了22.97%，Fe組、Al組和Mn組顯著高于湖沙組，分別增加47.35%、25.04%、17.94%；peak T2峰強在138.93～329.45之間，Fe組、Al組、Mn組顯著高于對照組，分別增加了49.63%、52.05%、87.19%. 可見，覆蓋湖沙均能促使沉積物中類絡氨酸和類色氨酸DOM降低，覆蓋Mn氧化物促使沉積物中類絡氨酸DOM降低，促使沉積物中底層類色氨酸DOM增加，覆蓋Fe氧化物促使沉積物中類絡氨酸DOM增加，上層沉積物中類色氨酸DOM降低，覆蓋Al氧化物促使沉積物中上層類絡氨酸DOM增加，中底層色氨酸DOM增加. 表明Mn離子有利于促進上層沉積物中DOM的降解，即對水-沉積物微界面影響較大. Fe離子容易與DOM各組分相結合[9]形成大分子DOM，進而影響DOM在沉積物中的遷移. 鋁離子有利于增加上層沉積物中DOM. 總體可見，鐵、鋁和錳離子對DOM的耦合機制不同，有待進一步深入研究.

注：圖例為熒光峰峰強.圖2 覆蓋金屬氧化物的沉積物中DOM三維熒光光譜Fig.2 Three-dimensional fluorescence spectra of sediment DOM covered with metal oxide

圖3 覆蓋金屬氧化物對沉積物中DOM熒光峰強度的影響Fig.3 Effect of sediments DOM fluorescence intensity peak covered with different metal oxides

2.3 覆蓋金屬氧化物對湖泊沉積物中DOM紫外光譜特征影響

不同處理沉積物中DOM紫外熒光參數見表1，其中，SUVA254是254 nm處吸光度乘以100與ρ(DOC) 的比值，其值與物質芳香性正相關[21-22]. 由表1可見，上層沉積物中SUVA254值大小順序為Fe組>

對照組≈Mn組>Al組>湖沙組；中層沉積物為Fe組>Al組>對照組>Mn組>湖沙組；底層沉積物為Fe組>對照組>Al組>Mn組>湖沙組. 研究表明，覆蓋湖沙促進沉積物中DOM芳香性降低，覆蓋氧化鐵促進沉積物中DOM芳香性增加，使沉積物中DOM含有較高芳香族和不飽和共扼雙鍵結構[22]. 覆蓋氧化鋁和氧化錳促進沉積物中DOM芳香性降低，但覆蓋三種金屬氧化物沉積物中DOM的芳香性均高于湖沙組，可見三種金屬離子均能夠與DOM的不飽和共軛雙鍵結合，但鐵離子結合能力較強.

表1 DOM紫外光譜特征指數

紫外吸收光譜中SR可用于衡量DOM相對分子質量指標，SR越大，相對分子質量越低[11,23]. 上層沉積物中DOM的SR大小順序為對照組>Mn組>湖沙組>Fe組>Al組；中層沉積物為對照組>Mn組>Al組=湖沙組>Fe組；底層沉積物為Mn組>對照組>Al組>Fe組>湖沙組. 可見，覆蓋顆粒物使沉積物中DOM分子質量增加. 與湖沙相比，覆蓋Fe和Al金屬氧化物使上層沉積物中DOM分子質量增加，并且Fe組增幅最大，表明鐵離子與DOM結合能力高于Al離子，而且Mn組底層沉積物小分子類色氨酸峰較高，即錳離子有利于形成小分子DOM.

3 討論

3.1 覆蓋金屬氧化物對湖泊沉積物中DOM特征影響機制

金屬離子和DOM均是影響沉積物理化特征的重要因子，同時其在沉積物中存在著相互耦合的作用機制. Fe、Al、Mn是沉積物中微生物所需的金屬元素，其能夠影響水體中生物活性，進而對沉積物中DOM產生較大影響. DOM熒光參數能為DOM的組成和性質提供有效的信息[24-25]. 不同處理沉積物中DOM熒光參數如表2所示. FI((Fluorescence Index，熒光指數)是表征微生物來源有機質占總有機質的比例，用于判別DOM中腐殖質的來源，陸源和生物來源的端點值分別為1.4和1.9[26-27]. 不同處理上、中、底三層沉積物中DOM的FI在2.3左右且均大于對照組和湖沙組，總體隨深度的增加FI增大，表明不同處理使沉積物中DOM由陸源向生物源轉變. 其中湖沙組上、中、下三層沉積物中DOM的FI幾乎不變，并且均低于對照組，而Fe組、Al組、Mn組沉積物中DOM的FI明顯高于對照組，進一步說明金屬氧化物能促進沉積物微生物活動，加速沉積物中DOM由陸源向生物源轉變.

BIX(生物源指數)是表示微生物來源有機質與外源有機質的比例的指數，衡量新近自生源的貢獻[25]. 不同處理沉積物中DOM的BIX在0.85～1.10之間，并且Fe、Al和Mn組沉積物中DOM的BIX總體小于對照組和湖沙組，表明覆蓋Fe、Al和Mn氧化物沉積物中DOM具有較強的新近自生源特征. 可見，覆蓋Fe、Al和Mn氧化物使沉積物中DOM向生物源轉化，覆蓋Fe、Al和Mn氧化物不僅通過改善沉積物-水界面孔隙度，影響DOM的降解，同時影響水體微生物活性，促使沉積物中DOM向生物源轉變.

表2 DOM熒光光譜特征指數

金屬離子不僅通過影響微生物活性來影響DOM含量，同時通過價鍵耦合影響DOM組分及結構. HIX(腐殖化指數)可用來表征有機質腐殖化程度或成熟度，定義為λEx為254 nm時，λEm在435～480 nm與300～345 nm區間的熒光峰值面積的比值[25,28]. 各處理沉積物中DOM的HIX均高于對照組，但總體低于湖沙組. 表明覆蓋金屬氧化物能促進沉積物中DOM腐殖化，大分子DOM組分增加，主要是鐵、鋁、錳離子與DOM相耦合形成大分子溶解性有機物，而湖沙組促進微生物活性，使沉積物小分子DOM降解，進而使沉積物中大分子DOM組分占比較高.A253/A203與DOM中芳環的取代程度及取代基的種類成正比[23](見表2). 可見，覆蓋Fe、Al和Mn氧化物使沉積物中DOM紫外光譜參數A253/A203均高于對照組和湖沙組，A253/A203較高時，表明芳環上取代基含有較多酯類、羥基、羧基、羰基，表明覆蓋Fe、Al和Mn氧化物使沉積物中DOM芳環上含有更多較多酯類、羥基、羧基、羰基等取代基，即Fe、Al和Mn與沉積物中DOM的酯類、羥基、羧基、羰基相耦合. 而湖沙組主要受微生物活性的影響，沉積物中DOM以脂肪鏈為主. 覆蓋金屬氧化物通過促進微生物活動，促進沉積物中DOM向穩定物質轉化，同時金屬氧化物及其離子與沉積物中DOM通過吸附和耦合的方式形成大分子復合體，并向底層遷移，最終降低了沉積物中DOM釋放量.

3.2 覆蓋金屬氧化物對湖泊沉積物中DOM影響的環境學意義

沉積物中DOM和金屬離子對沉積物-水界面磷營養鹽釋放過程均有重要影響，并且DOM-礦物微界面對沉積物中物質的遷移轉換也有很大影響[29]. 覆蓋不同金屬氧化物沉積物磷釋放量如圖4所示. 由圖4可見，相對于對照組，覆蓋金屬氧化物的沉積物TP(總磷)釋放量分別減少了48.29%(Fe組)、33.88%(Mn組)、33.02%(Al組)和14.56%(湖沙組)，其中以氧化鐵最為明顯，氧化錳和氧化鋁次之. 與湖沙對沉積物磷釋放影響相比，金屬氧化物內外表面能與DOM部分組分(如胡敏酸、富里酸等)形成無機復合體，從而對沉積物磷的釋放有一定抑制作用. 另外，除氧化物自身影響外，金屬氧化物及其水合物與DOM絡合使得沉積物中DOM腐殖化程度升高，相對分子質量變大，進而使得沉積物中DOM疏水性越強，含有能與礦物表而結合的官能團越多，更容易吸附在金屬氧化物和氫氧化物的表面進而形成有機復合物，對磷的遷移轉化有很大影響[30]. 其次，氧化物溶出的鐵、鋁、錳金屬陽離子與DOM活性基團結合，進而發生沉淀或被沉積物顆粒吸附，促進沉積物中DOM腐質化，降低沉積物中DOM釋放風險，進而降低磷釋放量. 覆蓋金屬氧化物與沉積物中DOM形成的復合體不僅對沉積物營養鹽釋放有較大抑制作用，同時也是沉積物中DOM發生變化的重要原因. 覆蓋金屬氧化物的沉積物pH、Eh及沉積物-水界面的氧氣變化特征、金屬礦物含量、粒徑等特征的變化對整個沉積物-水界面的污染物遷移轉化均有不可忽視的作用，這是后文將深入探討和研究的方向.

圖4 覆蓋金屬氧化物沉積物磷釋放量Fig.4 Sediment phosphorus release covered with metal oxide

4 結論

a) 覆蓋Al、Fe、Mn金屬氧化物主要降低了0～3 cm沉積物的w(DOC)，降幅分別為對照組的8.61%、6.27%和22.38%，并且w(DOC)整體表現為底層沉積物高于上層沉積物.

b) 覆蓋金屬氧化物改變了沉積物中DOM結構及組分，并使沉積物中DOM腐質化程度升高. 其中覆蓋湖沙能夠顯著降低各層DOM熒光峰強，覆蓋Mn氧化物使上層和中層peak B1的峰強降低了9.63%和14.70%，覆蓋Fe氧化物使peak B1的峰強增加了13.51%. 覆蓋Fe、Al和Mn氧化物分別使中層和底層沉積物peak T2峰強顯著增加. 覆蓋不同金屬氧化物對沉積物中DOM的降解及轉化作用不同，其中Mn氧化物能促進絡氨酸向色氨酸轉化，Fe氧化物能促進色氨酸向絡氨酸轉化. 覆蓋金屬氧化物使沉積物中DOM相對分子量升高，且芳香化程度增強.

c) 覆蓋Fe、Al、Mn氧化物能降低沉積物中磷的釋放通量. 覆蓋金屬氧化物不僅與沉積物中DOM形成的復合體對磷釋放有較大抑制作用，同時金屬離子與沉積物中DOM發生反應形成大分子DOM對磷的吸附和固定能力增大.

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Dissolved Organic Matter Characteristics Affected by Covering Metal Oxides on Surface of Lake Sediment

XI Yin1,2, ZHAO Haichao4, WANG Shengrui1,2,3*, XIAO Shangbin1, ZHANG Li2, LI Yanping2, LI Wenzhang1,2

1.China Three Gorges University, College of Hydraulic & Environmental Engineering, Yichang 443002, China 2.National Engineering Laboratory for Lake Water Pollution Control and Ecological Restoration Technology, Research Center of Lake Eco-Environment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China 3.College of Water Sciences, Beijing Normal University, Beijing 100875, China 4.Department of Agricultural Science, Hebei North University, Zhangjiakou 075131, China

Indoor simulation experiments covering sediment surfaces with iron, aluminum, manganese oxide and lake sand for a year were conducted to investigate the impact mechanism of metal oxidex on sediment dissolved organic matter (DOM) by three dimensional fluorescence spectrum and ultraviolet-visible spectrum. The obtained results showed that: (1) the sediment DOC content of 0-3 cm depth decreased by 8.61%, 6.27%, 22.38% and 0.44% in the samples covered with Al, Fe, Mn oxide and lake sand, respectively. (2) The tyrosine peak (peak B1) and tryptophan peak (peak T2) in the sediment DOM varied greatly. Three oxides significantly reduced the peak T2of the surface sediments DOM, and significantly increased the peak T2of the underlying DOM; the Mn oxide reduced the peak B1of the DOM, and the Fe and Al oxides increased the peak B1of the DOM. The two peak types decreased by covering with lake sand. (3) The coverage by metal oxides changed the structure of sediment DOM, whereas the coverage of Fe oxides enhanced its aroma, while covering with manganese oxides and aluminum oxide reduced its fragrance. However, the three oxides increased the degree of DOM and the number of functional groups, increased FI value and promoted the DOM transformation to biological sources. The results showed that the sediment surface covered with metal oxides affected the sediment DOM migration and transformation, and promoted its degradation, resulting in increments of molecular weight and humification degree.

metal oxides; sediment; dissolved organic matter; three-dimensional fluorescence spectroscopy; UV spectrum

2016-10-12

2017-03-09

國家自然科學基金項目(U1202235,41503113)；國家水體污染控制與治理科技重大專項(2012ZX07105-004)

席銀(1991-)，男，湖北宜昌人，xiyin2016@163.com.

*責任作者，王圣瑞(1972-)，男，內蒙古呼和浩特人，研究員，博士，博導，主要從事湖泊富營養化機理與控制技術研究，wangsr@craes.org.cn

X524

1001- 6929(2017)06- 0884- 08

A

11.13198/j.issn.1001- 6929.2017.02.21

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