何天容教授团队Water Research(IF=11.236):富里酸:调控高原湿地汞生物有效性的关键因素
第一作者:许议元博士生(贵州大学)
通讯作者:何天容教授(贵州大学)、尹德良副教授(贵州大学)
论文DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.117652
图文摘要
近日,何天容教授领衔的汞研究团队在Water Research上发表了题为“Fulvic acid: A key factor governing mercury bioavailability in a polluted plateau wetland”的研究论文(DOI: org/10.1016/j.watres.2021.117652),探究了富里酸(FAs)在重金属污染的喀斯特高原湿地汞生物地球化学循环中的关键角色。研究人员通过提取纯化并借助紫外可见光谱、三维荧光光谱和核磁共振等技术,揭示了FAs结构和组成特性及其对草海湿地甲基汞(MeHg)产生与生物积累的调控机制,明确了增强的FAs活性是季节性淹水区域汞生物可利用性升高的关键因素之一。
富里酸作为土壤/沉积物有机质的重要组成,在汞的生物地球化学中具有重要作用,但其极具复杂的结构、组成及来源等特性导致我们对富里酸-汞交互作用的认识并不全面。本研究以位于高原岩溶区的贵州草海湿地为研究对象,系统探究富里酸在不同淹水条件下对沉积物甲基汞(MeHg)产生及其生物富集的作用机制。结果发现:1)与永久性淹水区相比,季节性淹没沉积物总汞(THg)含量较低,但沉积物和水生动植物MeHg含量却明显升高;2)富里酸结合态汞(FA-Hg)是导致沉积物和水生生物MeHg含量存在明显空间异质性的关键因素;3)相比永久淹没区域,季节性淹没沉积物富里酸具有较大的相对分子量、较高的羧基C组分、较低的烷基碳/烷氧碳比值,表明其具备较高的活性,可能极大地促进了沉积物MeHg的产生及其在水生生物的富集。该研究为水生生态系统水位波动驱动下汞生物地球化学循环提供了重要参考。
该研究工作结合野外调查与生物暴露试验初步明确了富里酸特别是其结构组成特性是调控湿地生态系统汞生物地球化学的关键因素之一,并揭示了水位波动区升高的富里酸活性是促进沉积物汞甲基化及其水生生物富集的关键机理,该工作对未来深入理解地球关键带有机质-汞的交互作用机制,指导重金属污染的岩溶区高原湿地的风险评估及防控提供了理论参考。
本研究得到了国家自然科学基金委员会-贵州省人民政府喀斯特科学中心项目、国家自然科学基金、贵州大学人才引进基金与贵州省人才基地项目的联合资助。