不同年限露天煤矿排土场土壤剖面溶解性有机质荧光和吸光特征

作者：张莉; 刘涵; 赵海超^*; 孙清轩; 曹志国

来源：环境科学研究, 2021, 34(08): 1941-1951.

DOI：10.13198/j.issn.1001-6929.2021.04.04

• 溶解性有机质(DOM)
• 土壤
• 露天煤矿排土场
• 三维荧光光谱(3D-EEM)
• 紫外-可见光谱(UV-vis)

露天煤矿开采对土壤剖面各土层溶解性有机质(DOM)组分含量影响巨大.该研究采用三维荧光光谱(3D-EEM)和紫外-可见光谱(UV-vis)对锡林浩特露天煤矿1～7年排土场土壤剖面(0～100 cm)DOM荧光和吸光特征深入分析,解析排土场生态演替过程中土壤剖面DOM组分及来源时空变化.结果表明:(1)露天煤矿排土场土壤剖面各土层w(DOC)在102.70～475.80 mg/kg之间,荧光组分中蛋白质类组分占比(29.97%～60.39%)最高,类腐殖酸组分占比(16.09%～44.27%)次之.土壤剖面DOM主要来源于微生物代谢产物,芳香性、腐殖化程度较低,且随排土场年限增加,各土层DOM紫外吸光组分芳香环中羰基、羧基、羟基、酯类含量增加,类腐殖酸组分占比先降后增,蛋白质类组分占比先增后降,类富里酸组分占比呈下降趋势.(2)随土壤深度增加,DOM含量呈上升趋势,DOM自生源特征及土壤微生物活性减弱,次表层(20～40 cm)出现明显波峰.随排土场年限增加,深层土壤DOM荧光组分中蛋白质类组分占比呈下降趋势,类富里酸组合占比垂向变化较小,类腐殖酸组分占比呈增加趋势.随着地表植被由无到有,DOM自生源特征降低,腐殖化程度增强.(3)排土场土壤剖面pH可作为评估DOM腐殖化程度的良好指标,总氮(TN)含量可作为指示DOM分子量重要指标.研究显示,不同年限露天煤矿排土场土壤剖面DOM荧光和吸光特征能够作为露天煤矿环境治理与生态恢复的评价指标.

• 单位
  北京工业大学; 河北北方学院