广东
近日，河南农业大学环境监测与污染控制科技创新团队联合土壤培肥与耕地保育创新团队在溶解性有机质水土界面环境行为方面取得研究进展，研究成果以“Adsorptive fractionation of straw-derived dissolved organic matter on ferrihydrite affects its complexation behaviors with Pb(II): Unrecognized role of nitrogen-containing molecules”为题，发表在环境领域著名期刊《Chemical Engineering Journal》。
秸秆还田作为绿色农业策略可提升土壤质量，但不同处理方式（直接还田、炭化还田、粪肥堆肥还田）产生的溶解性有机质（DOM）组分差异显著，其在土壤和水体中通过吸附分馏作用影响重金属迁移。铁氧化物（如水铁矿）对DOM的吸附分馏可能改变DOM与Pb(II)的络合行为，但含氮分子在分馏过程中的作用机制尚不明确。
本研究以三种玉米秸秆源DOM（生物炭源BDOM、浸提液源LDOM、堆肥源CDOM）为对象，探究DOM在水铁矿上的分馏特性及其对DOM与Pb(II)络合行为的影响。研究表明，从BDOM、LDOM到CDOM，含氮分子的比例增加，导致其吸附容量逐渐增强（从15 mg C g-1增加到160 mg C g-1），但分馏效果减弱。值得注意的是，分馏效应的强弱是影响其络合行为的关键。由于BDOM和LDOM的分馏作用相对较强，分馏后的BDOM酚类化合物的络合亲和力被强烈削弱（logKM从6.21降至4.51），并延迟了类腐殖质荧光组分与Pb(II)的结合序列，导致其主要络合亲和力位点由类蛋白和类腐殖质荧光组分向类蛋白荧光组分转化。LDOM的类单宁组分中硝基化合物的分馏抑制了类蛋白组分（logKM从6.10到4.77）的络合能力，导致类腐殖质组分转化为主要的络合亲和位点。然而，由于CDOM的含氮分子结构具有丰富的化学多样性，导致其分子组分存在微弱的分馏，因此吸附前后CDOM的络合亲和位点始终是蛋白类组分（logKM从6.28到5.96）。本研究为土壤矿物对DOM吸附分馏影响DOM与铅的环境行为提供了关键的机制见解。这些发现将有助于预测铅在农业生态系统中的迁移，并评估秸秆还田对铅环境风险的影响。
河南农业大学资源利用与植物保护专业2022级硕士研究生罗亚娟为本论文第一作者，高博强讲师、刘世亮教授和马双龙教授为共同通讯作者。 河南农业大学 王竞侦老师、黄岩老师、宋佳老师和唐晓丹老师为本工作做出重要贡献。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.164528
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