第35卷，第11期 2015年11月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
温度和铅离子对秸秆腐殖化溶解性有机质
三维荧光光谱的于扰效应
范春辉，张颖超”，王家宏
1.陕西科技大学资源与环境学院，陕西西安710021 2.清华大学环境学院，北京100084
Vol. 35 ,No. 11 -pp3117-3122
November, 2015
摘要秸秆还田是秸秆资源化和减量化的主要途径之一，是国家“十二五”期间的重要政策导向。还田秸秆能够发生天然腐殖化，逐步完成溶解性有机质(DOM)的生成和转化过程。现阶段，针对黄土地区环境因子对秸秆腐殖化调控作用的研究较少，从荧光光谱角度分析腐殖化组分与金属离子的结合特性也有待完善。以荧光光谱法为切人点，探讨温度和铅离子对秸秆腐殖化DOM三维荧光光谱峰位和峰强的影响，借助修正型Stern-Volmer方程推算Pb(Ⅱ)-DOM的配位参数，辅以Van'tHoff方程揭示结合过程的热力学特性。结果表明：腐殖化温度没有引起DOM荧光峰位的明显偏移，三维荧光光谱中没有发现新荧光峰的出现或已有荧光峰的消失，荧光峰强随温度的升高而降低。铅离子浓度的增加导致DOM主要荧光峰强下降，这是铅离子对DOM组分的荧光猝灭作用。经修正型Stern-Volmer方程计算可知：铅离子对可见光区类富里酸组分的配位能力最强，较大的配位荧光基团比例f值暗示DOM中较多的活性基团与铅离子发生配位作用，猝灭机理以静态弊灭为主。配位过程自发、吸热，反应体系分子组成的复杂性和无序度较低。三维荧光光谱能够有效揭示温度和铅离子对秸秆腐殖化DOM性质的影响。
关键词秸秆腐殖化：溶解性有机质：三维荧光光谱：Stern-Volmer方程
中图分类号：0657.3；X712
2文献标识码：A
引言
溶解性有机质（dissolvedorganicmatter，DOM）是一类结构复杂、组成相似、分子量分布较宽的有机组分混合体，广泛存在于水体、土壤等天然环境体系中"。土壤DOM的来源包括内源（土壤圈自身含有）和外源两部分，后者主要通过外源有机物的连续输入得到累积。DOM富含羟基、羧基、甲氧基、羰基等官能团，化学活性较高，对于污染物的环境行为具有重要调节作用，近些年一直是国内外学者关注的热点和研究的难点]
现阶段，秸秆还田被认为是土壤DOM的主要来源之一。还田秸秆通过天然腐殖化作用将自身组分释放进人土壤，进而完成DOM精细组分的生成和转化行为。实际上，有机物料的腐殖化速率受土壤性质、物料类型和水热条件等多因素的影响。比如，Almendros3]通过正交实验分析了腐殖化时间、共存有机物和外加氮源对小麦秸秆腐解过程的影
收稿日期：2014-06-12，修订日期：2014-11-20
D0I: 10. 3964/i. issn. 1000-0593 (2015)11-3117-06
响，认为反应条件能极大干扰腐殖化产物的化学转化行为； Sainchez-Monedero*证实了有机物料腐殖化系数和DOM的内在关系，预测水溶性酚类对腐殖化过程的关键作用。如今，仪器分析技术为农业环境化学研究提供了新手段和新思路，将其引入典型地区的还田秸秆腐殖化过程，探明环境因子对DOM产物的作用方式和规律，具有重要的科学意义。
本工作基于课题组的前期研究成果，以（半)干旱黄土区为研究对象，分析温度和共存铅离子对秸秆腐殖化DOM三维荧光光谱的影响，利用修正型Stern-Volmer方程阐释Pb（Ⅱ)-DOM的配位行为，同时辅以经典的Van'tHoff方程探讨反应过程的热力学特性。预期将有助于深度解析还田秸秆的腐殖化行为和环境生态效应。
1实验部分 1.1材料与试剂
供试土壤为黄土，2014年3月采集于陕西科技大学教学
基金项目：国家自然科学基金项目（21407103），中国博士后科学基金面上项目(2012M511968)和陕西省教育厅科研专项（12JK0474)资助
作者简介：范春辉，1982年生，陕西科技大学资源与环境学院讲师
e-mail ; frank_van391@ 163, com