近日，河南農業大學環境監測與污染控制科技創新團隊聯合土壤培肥與耕地保育創新團隊在溶解性有機質水土界面環境行為方面取得研究進展，研究成果以“Adsorptive fractionation of straw-derived dissolved organic matter on ferrihydrite affects its complexation behaviors with Pb(II): Unrecognized role of nitrogen-containing molecules”為題，發表在環境領域著名期刊《Chemical Engineering Journal》。

秸稈還田作為綠色農業策略可提升土壤質量，但不同處理方式（直接還田、炭化還田、糞肥堆肥還田）產生的溶解性有機質（DOM）組分差異顯著，其在土壤和水體中通過吸附分餾作用影響重金屬遷移。鐵氧化物（如水鐵礦）對DOM的吸附分餾可能改變DOM與Pb(II)的絡合行為，但含氮分子在分餾過程中的作用機制尚不明確。

本研究以三種玉米秸稈源DOM（生物炭源BDOM、浸提液源LDOM、堆肥源CDOM）為對象，探究DOM在水鐵礦上的分餾特性及其對DOM與Pb(II)絡合行為的影響。研究表明，從BDOM、LDOM到CDOM，含氮分子的比例增加，導致其吸附容量逐漸增強（從15 mg C g-1增加到160 mg C g-1），但分餾效果減弱。值得注意的是，分餾效應的強弱是影響其絡合行為的關鍵。由于BDOM和LDOM的分餾作用相對較強，分餾后的BDOM酚類化合物的絡合親和力被強烈削弱（logKM從6.21降至4.51），并延遲了類腐殖質熒光組分與Pb(II)的結合序列，導致其主要絡合親和力位點由類蛋白和類腐殖質熒光組分向類蛋白熒光組分轉化。LDOM的類單寧組分中硝基化合物的分餾抑制了類蛋白組分（logKM從6.10到4.77）的絡合能力，導致類腐殖質組分轉化為主要的絡合親和位點。然而，由于CDOM的含氮分子結構具有豐富的化學多樣性，導致其分子組分存在微弱的分餾，因此吸附前后CDOM的絡合親和位點始終是蛋白類組分（logKM從6.28到5.96）。本研究為土壤礦物對DOM吸附分餾影響DOM與鉛的環境行為提供了關鍵的機制見解。這些發現將有助于預測鉛在農業生態系統中的遷移，并評估秸稈還田對鉛環境風險的影響。

河南農業大學資源利用與植物保護專業2022級碩士研究生羅亞娟為本論文第一作者，高博強講師、劉世亮教授和馬雙龍教授為共同通訊作者。 河南農業大學 王競偵老師、黃巖老師、宋佳老師和唐曉丹老師為本工作做出重要貢獻。

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https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.164528