正文描述:《水杉凋落物分解过程中溶解性有机质的分组组成变化》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、代静玉等:水杉凋落物分解过程中溶解性有机质的分组组成变化209水杉凋落物分解过程中溶解性有机质的分组组成变化代静玉,秦淑平,周江敏南京农业大学资源与环境学院,江苏南京210095摘要:采用XAD-8树脂分组的方法研究水杉凋落物降解过程中DOM的含量及其组成的变化。结果表明,培养35天后DOC含量达到稳定值,而其组成仍未稳定。在整个培养过程中,HOA和HIM含量有明显变化;HON含量呈缓慢增加的趋势;AIM和HOB含量则没有明显变化。凋落物淋滤液DOM与表层土壤DOM组成相似,是土壤DOM的主要来源。土壤DOM中
2、的AIM不是来源于凋落物淋滤液,而是主要来源于土壤腐殖质、根系分泌物等其它物质。关键词:降解;水溶性有机质;分组;组成中图分类号:S153.6+21文献标识码:A文章编号:1672-2175(2004)02-0207-04代静玉等:水杉凋落物分解过程中溶解性有机质的分组组成变化209溶解性有机质(DOM)是土壤和水体中一类很重要的物质,具有很强的反应活性和迁移特性,对土壤和水体中营养元素的活化、重金属及有机污染物的毒性和迁移特性具有重要的影响[1]。植物凋落物是土壤和水体DOM的重要来源,其淋溶液对地下水和河流
3、中DOC具有重要贡献[2]。Post[3]报道,陆地凋落物接近于陆地净初级生产量(约C60Pg/a),凋落物输入和降解速率最终决定了DOM的产量。目前对凋落物的研究主要集中于凋落物的形成、积累、分解速率、环境因素对分解过程的影响等方面,但关于凋落物分解过程中DOC含量及其性质的变化还鲜有报道。分组是研究DOM组成及性质普遍采用的方法。Chefetz[4]采用分组的方法研究了城市废弃物堆肥中DOM的组成及其结构特征。Mattsson[5]、Imai等[6]采用分组的方法比较了不同自然水体DOM的组成。本文以水杉凋
4、落物为研究对象,采用分组的方法考察水杉凋落物分解过程中DOM含量与组成的动态变化,对预测污染物的迁移与环境治理具有重要的理论和实践意义[7,8]。1材料与方法1.1供试材料以及培养分解方法供试材料:水杉凋落物于2003年3月采自江苏省吴江县屯村肖甸湖森林公园水杉林,其种植年限在10a以上。当地属亚热带季风气候区,年降雨量约1100mm。按蛇形采样法随机采取枯枝落叶层与表层土壤(0~15cm)。凋落物带回室内洗净,弃去粗大枝干,风干备用。土样于4℃冰箱中避光保存。该地区是自然保护区,长期处于自然状态,常年不施肥不
5、耕作,是理想的供试区。培养方法:培养装置采用Magill[9]的装置(图1)。培养瓶直径约为6cm,每个培养瓶大约10g凋落物,厚度约为5cm。下部用酸洗玻璃纤维塞紧。接种同一水杉林土壤菌群(10g新鲜水杉土壤与150ml自来水混合,振荡2h,静置过夜,上清液过滤,每个培养样接种量为5ml),加入足量的去离子水使凋落物充分湿润,28℃恒温恒湿培养91d。培养期间每隔5d补充水分。定期提取DOM和分解残渣进行分析。图1培养与淋洗装置示意接种物:10g水杉土加上150ml水,混合2h,静置过夜,上清夜过滤。共培养2
6、0个瓶,10个瓶只接种第一次,另外的10个每次淋洗后均接种。1.2DOM的提取凋落物DOM的提取采用淋洗方法。凋落物按规定时间培养后,用200ml去离子水均匀淋洗,并用真空泵抽干。淋滤液过0.45µm滤膜后,定容至250ml,即为DOM溶液。土壤DOM采用水浸提[10]。将新鲜土样作水分校正后与超纯水1:2混合,连续振荡5h,然后4000转/min离心10min,上清液过0.45µm滤膜,滤液中的有机物即为DOM。1.3DOM的分组DOM的分组方法很多,其中Leenheer[11]提出按极性和电荷特性分组的方法
7、能更好地揭示DOM与污染物的作用机理。本研究将Leenheer的分法稍作修改,即亲水性组分没有进一步再分组,疏水酸性组分中进一步分离出酸不溶组分,简化了操作步骤,而且减少分离过程中受污染的途径。因此本研究将DOM分成5代静玉等:水杉凋落物分解过程中溶解性有机质的分组组成变化209个组分:疏水碱性(HOB)、疏水酸性(HOA)、酸不溶(AIM)、疏水中性(HON)、亲水性(HIM)。具体步骤如下:XAD-8树脂在0.1mol/LNaOH中浸泡24h,用丙酮和己烷抽提24h以除去有机物,接着浸泡于甲醇中装柱,用甲醇
8、洗去柱中的丙酮和己烷,最后用超纯水洗净甲醇直至出水DOC质量浓度小于1mg/L。(1)样品以1ml/min的流速过XAD-8树脂柱后,用1~2倍树脂柱体积的超纯水洗净;(2)用0.25倍树脂柱的0.1mol/LHCl反洗,接着用1.5倍柱体积的0.01mol/LHCl反洗,收集反洗液,定容,测TOC(HOB);(3)将DOM①用6mol/LHCl调pH至2,离心,将沉淀物用0.1mol
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