湖泊溶解有機質生物可利用性的快速檢測及定量識別研究獲進展

湖泊富營養化引起的藍藻爆發導致水體中有大量藻源性溶解有機質（dissolved organic matter, DOM），從而影響湖泊中污染物環境行為及湖泊系統生物地球化學過程。生物可利用性是DOM的一個重要特徵，與湖泊中的碳氮循環、生物群落結構演替、新興有機污染物降解等密切相關。但傳統DOM生物可利用性檢測技術——生物接種法耗時較長，且不利於分析DOM中活性、半活性和難降解組分特徵。

中國科學院南京地理與湖泊研究所江和龍課題組博士生白雷雷等研究人員自行設計構建了一組四級推流式生物膜反應裝置（4-Stage Plug-Flow Bioreactor），用於DOM生物可利用性快速檢測。與普通生物接種法相比，此生物檢測裝置可在4天內得到等同於傳統接種法56天的DOM降解率，同時還能用於分析DOM組分與其分解微生物群落特徵間的關係。

通過應用四級推流式生物反應裝置，發現藻源DOM中活性和半活性部分佔總體的79%，但難降解組分也不可忽視，DOM的活性與分解細菌群落多樣性成反向關係，難降解組分有助於提高微生物群落多樣性。結合三維熒光–平行因子分析、高效液相色譜–三維熒光、超高解析度質譜（ESI-FTICR-MS）分析技術，表明親水性腐殖類組分比疏水性腐殖類組分生物活性低，芳香性低、氧化程度高且含氮豐富的DOM分子容易被微生物利用，降解轉化後主要產物為脂類物質，而難降解物質主要是富羧基脂環族分子。另外，研究還發現，藻源性溶解有機質的分解轉化導致難降解有機氮分子種類增加近4倍，從而強烈影響湖泊內有機氮組成。

該研究結果有助於提高水體DOM生物可利用性分析的效率，也加深了對湖泊中DOM的環境行為和歸趨，及其環境和生態效應的認識。上述成果以Toward Quantitative Understanding of the Bioavailability of Dissolved Organic Matter in Freshwater Lake during Cyanobacteria Blooming 為題在線發表在《環境科學與技術》（Environmental Science and Technology）上。該項工作得到了國家自然科學基金和中科院創新交叉團隊等項目資助。

論文鏈接

太湖藍藻水華爆發時溶解性有機質的生物可利用性分析及難降解有機質（包括有機氮）分子種類變化

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！