三峡水库典型消落带土壤DOM组分特征及其对有效态镉释放影响

来源：环境科学杂志2022年第1期北京时间：

作者：张宝豪,武亚遵,徐东昱,高丽,李艳艳,王启文,高博

单位：河南理工大学资源环境学院, 焦作 454003,中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室, 北京 100038,河南理工大学资源环境学院, 焦作 454003,中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室, 北京 100038,中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室, 北京 100038,中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室, 北京 100038,中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室, 北京 100038,中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室, 北京 100038

摘要：重金属镉（Cd）是三峡水库蓄水后消落带土壤中主要的重金属污染物之一.为研究三峡水库反季节调蓄条件下溶解性有机质（DOM）对有效态Cd在土壤固-液相间释放行为及其再补给过程的影响，以三峡水库香溪河消落带为研究对象，分别于2019年10月和2020年10月采集土壤样品，利用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱技术和荧光区域积分法分析土壤DOM光谱特性，同时结合梯度扩散薄膜技术（DGT）和土壤扩散通量模型（DIFS）综合探究土壤有效态Cd及其释放动力学过程.此外，测定了消落带土壤基本理化特性以及土壤中Cd含量和赋存形态.结果表明，研究区土壤DOM以富里酸为主，腐殖质特征较弱，具有陆源为主和内源较弱的混合特征，与2019年相比，2020年土壤DOM中富里酸类物质占比更高；2019年和2020年土壤ω（Cd）平均值分别为（0.474±0.301） mg·kg-1和（0.249±0.058） mg·kg-1，土壤中Cd的赋存形态均以非残渣态为主；DGT测定结果显示2020年土壤中有效态Cd含量较2019年呈下降趋势，进一步通过DIFS模型拟合结果表明，土壤中Cd的吸附速率大于解吸速率，土壤对有效态Cd的再补给能力较弱，表明三峡消落带土壤中有效态Cd的潜在释放风险较低，低分子量DOM和DOM中富里酸类物质是抑制土壤中有效态Cd释放的重要因素.研究结果揭示了三峡水库水文情势变化下DOM对重金属Cd环境地球化学行为的影响，为三峡库区重金属污染防治提供科学理论依据.

关键词：三峡水库(TGR),消落带,溶解性有机质(DOM),镉(Cd),梯度扩散薄膜技术(DGT),迁移释放,