摘要
土壤溶解性有机质(DOM)是影响土壤重金属铜(Cu)形态、迁移及其生物有效性的重要因子。由于土壤有机质来源的异质性，其结构特征差别较大，直接影响DOM和Cu的络合及生物有效性。当前对于长江经济带典型区域内土壤DOM的异质性对Cu生态风险评估的研究较少。因此，本研究选取了湖北省31个典型农田土壤，探究农田DOC的分布特征及其影响因素，土壤Cu的固-液分配规律及其有效态的经验预测模型，并使用紫外可见差分光谱法和NICA-Donnan模型定量考察了DOM不同组分与Cu2+的络合能力。主要成果如下： (1)农田土壤DOC浓度范围为23～263mg·L-1，其中90%以上位点低于100mg·L-1。DOC含量差异受植被类型、施肥和轮作等因素的影响，降雨量变化对土壤DOC浓度无显著影响。紫外光谱参数SUVA254和SUVA260呈显著正相关，说明土壤DOM的芳香性和疏水性组分紧密相关。SR接近1，表明土壤DOM的分子量较大，具有相似的来源。溶液性质对DOC浓度有很大影响，其中EC是最重要的因素。土壤有机碳(OC)和土壤溶液pH能显著提高预测模型准确性。 (2)基于土壤性质(pH、黏粒和OC)的经验预测模型，可以较好的预测土壤Cu固-液分配系数(Kd)，相关系数(R2)为0.62。同时，Kd与紫外光谱参数(SUVA254，SUVA260和SR)之间具有显著相关性(P＜0.05)，DOM芳香性和疏水性越弱，分子量越小时，重金属迁移转化能力越强。土壤水溶性Cu含量与Cu的总量呈显著正相关。将土壤pH按照酸碱分段评估可进一步提高土壤性质对水溶态Cu的含量的预测能力，其R2在0.83～0.92之间，土壤铝氧化物和黏土含量为影响水溶态Cu主控土壤因子。 (3)光谱参数ΔS275-325值可以定量表征金属离子和DOM组分(亲水酸性HIA、亲水碱性HIB、亲水中性HIN和疏水中性HOA)的络合数量。Matlab构建的遗传算法可以表征不同离子与DOM组分络合的贡献量。Ca2+/Mg2+对于DOM亲水性组分与铜的络合影响更显著。Mg2+对于HIA组分与Cu2+结合的抑制作用更强，而Ca2+对于HOA组分与Cu2+结合的抑制作用更强。
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