我院姚昕副教授团队在浅水湖泊研究领域取得重要进展
作者： 发布日期：2022-07-23 浏览：
7月18日，国际环境领域顶级期刊《有害材料杂志》（Journal of Hazardous Materials）在线刊发了我院姚昕副教授团队在浅水湖泊研究领域的最新研究成果，论文题目为Regional-scale investigation of the molecular weight distribution and metal-binding behavior of dissolved organic matter from a shallow macrophytic lake using multispectral techniques（利用多光谱技术对浅水草型湖泊溶解性有机质的分子量分布和金属结合行为的区域尺度研究）。我院2020级研究生樊团团为本文的第一作者，姚昕副教授为本文的通讯作者，聊城大学为第一署名单位。《有害材料杂志》是中国科学院JCR分区下环境科学与生态学领域一区TOP期刊，2022年影响因子为14.224。本研究获得国家自然科学基金（41977322, 41901120）和山东省自然科学基金（ZR2019BD052）的资助。
图1 论文首页
溶解性有机质（DOM）对水体中重金属迁移转化的影响受到了广泛关注。DOM的固有性质，如分子量和官能团，被认为是影响其重金属结合的关键因素。目前的研究主要集中于比较单一来源DOM中的荧光物质与重金属的结合序列、结合位点和结合能力的差异，而其官能团特征和内部反应的化学机制信息相对不足，尤其是湖泊水体。另外，对于实际的湖泊水体而言，DOM的各种属性在空间和时间上始终处于动态变化中，加之人类活动的持续干扰，其属性特征变得更加复杂和不可预测。
图2 东平湖DOM的三维荧光图谱及荧光参数
图3 金属淬灭实验前后DOM二维荧光图谱变化及2D-COS解析
图4 金属淬灭实验前后DOM的2D-COS-FTIR图谱变化
该研究运用多种光谱相结合的分析方法，对山东省典型的草型浅水湖泊—东平湖进行了全湖采样和室内模拟实验，探究东平湖DOM的分子量特征及其与重金属结合的内在机理。结果表明，东平湖以低分子量的类蛋白物质为主，这与沉水植物的存在密切相关。尽管两种重金属铜（Cu2+）与铅（Pb2+）均优先与类蛋白物质络合，但脂肪族C-OH是Cu2+的强结合位点，苯酚-OH和多糖与Pb2+表现出更高的亲和力，这进一步导致了DOM对Cu2+与Pb2+表现出不同的迁移转化规律。分子量分馏改变了DOM-重金属的结合行为，低分子量DOM具有更强的Cu2+结合能力。本研究从分子量与官能团角度为湖泊DOM与重金属的结合机制提供了更多微观信息，对促进水体重金属的迁移转化以及净化湖泊水质具有重要参考价值。
77779193永利官网湖泊生态与环境科研团队由姚昕副教授担任带头人，扎根东平湖水环境研究，共承担了5项国家自然科学基金、3项山东省自然科学基金，近三年来发表科研论文20余篇，获得山东省优秀硕士学位论文2篇、山东省研究生优秀指导教师1人。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389422013255
