摘要
草型湖泊(区)和藻型湖泊(区)是浅水湖泊的两种典型状态,两种湖泊中有机质(OM)的来源和转化存在明显差异.有机质在沉积物上的埋藏是湖泊碳汇功能的重要体现.沉积物中的有机质可能发生后续的转化,影响湖泊碳汇功能;其转化过程与其固有的性质密切相关.目前为止,有关草型和藻型湖泊沉积物中有机质的组成,特别是分子结构差异的信息较少.为此,采集太湖草型湖区(东太湖)和藻型湖区(梅梁湾)沉积物,提取和纯化沉积物中的水溶性有机质(分别记为M-WSOM和A-WSOM),并采用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱、傅立叶红外光谱和傅里叶变换-离子回旋共振-质谱(FT-ICR MS)对WSOM性质组成和分子结构进行详尽的表征与分析.结果表明:(1)M-WSOM的相对分子质量比A-WSOM的(E2∶E3指标)稍大;FT-ICR MS的数据显示,M-WSOM和A-WSOM的相对分子质量分别为388.9和379.9.(2)M-WSOM的芳香性略高于A-WSOM的(SUVA254和HIX指标);同样地,FT-ICR MS的结果显示,M-WSOM中稠环芳烃(6.3%,强度加权平均占比,下同)、芳香类物质(7.7%)的含量高于A-WSOM(分别为1.1%和4.4%);(3)荧光组分结果表明A-WSOM中类蛋白质组分的含量大于M-WSOM; FT-ICR MS的结果与之对应,A-WSOM的多肽含量(35.5%)高于M-WSOM的(15.6%);(4)质谱数据显示了高分辨的分子信息:M-WSOM和A-WSOM中,沉积物中含杂原子的分子分别占82.9%和91.7%;其中含氮元素的分子占比高达53.5%和78.5%;含磷元素分子占30.4%和41.4%,M-WSOM磷元素主要分布在脂肪烃和高度不饱和低氧物质中,而A-WSOM则主要分布在多肽中.揭示了浅水湖泊两种典型状态沉积物OM的组成和分子结构;有助于研究湖泊沉积物的温室气体排放,及碳、氮、磷元素的生物地球化学过程.
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