巴西北部Parnaíba河三角洲荧光溶解有机质(FDOM)与铜的络合特征及其对赤道带河口生物地球化学过程的影响

本研究针对赤道带河口环境中溶解有机质(DOM)与重金属相互作用的科学空白，以巴西Parnaíba河三角洲(PRD)为研究对象，通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和三维荧光光谱(EEM)技术，揭示了干旱季节陆地源腐殖质类DOM(包括峰C类腐殖酸和峰A类富里酸)与Cu2+的络合规律。研究发现DOM分子量、腐殖化程度及芳香性的年际差异显著影响痕量金属的迁移转化，为赤道带河口碳循环及金属生物有效性研究提供了新见解。

　　

在全球气候变化背景下，赤道带河口作为陆地与海洋碳交换的关键界面，其溶解有机质(DOM)的组成变化直接影响重金属的生物地球化学循环。然而，受人类活动干扰较小的原始河口系统中，DOM与铜等痕量金属的相互作用机制仍不明确。巴西北部Parnaíba河三角洲(PRD)作为美洲最大的开放型三角洲之一，拥有全球7%的红树林资源，为研究天然DOM-金属相互作用提供了理想场所。

为揭示这一问题，巴西研究人员在2019和2021年干旱季节的春季潮期间，采集了PRD的13个和11个亚表层水样。通过结合水文动力学参数测量与先进光谱技术，系统研究了DOM特性及其与铜的络合行为。

关键技术方法
研究采用Niskin采水器获取样本，经0.45μm滤膜过滤后，运用紫外-可见分光光度计测定有色溶解有机质(CDOM)的光谱特征，通过荧光猝灭实验分析DOM-Cu²⁺络合强度，并利用平行因子分析(PARAFAC)解析三维荧光光谱数据。所有样本同步测定温度、盐度、pH等理化参数。

研究结果

1. 水文特征：2019年潮差0.1-3.2m，2021年达-0.1-3.2m，两年度水温(29.4±0.7 vs 30.3±0.6°C)和盐度(18.3±10.1 vs 26.3±8.3)存在显著差异(p<0.05)。

2. DOM组成：荧光光谱识别出两个陆地源腐殖质组分：类腐殖酸(峰C，λ_ex/λ_em=350/450nm)和类富里酸(峰A，λ_ex/λ_em=260/380nm)。UV-Vis显示2021年样本具有更高的芳香性指数(SUVA₂₅₄)和分子量。

3. 铜络合：仅在2021年样本中观察到类富里酸组分与Cu²⁺的强荧光猝灭效应，络合常数logK达4.5-5.2，表明DOM质量变化显著影响金属生物有效性。

结论与意义
该研究首次阐明PRD红树林水域DOM的时空变异规律：1) 潮汐动力与陆地输入共同调控DOM的腐殖化程度；2) 干旱年份增强的陆源富里酸-Cu络合可能改变金属的沿岸迁移路径；3) 赤道带河口CDOM的高负荷可能通过调节紫外线穿透深度影响区域碳循环。这些发现为预测气候变化下河口金属归趋提供了理论基础，论文发表于环境科学顶级期刊《Chemosphere》。研究特别指出，PRD作为少受人类干扰的天然实验室，其DOM特性可视为赤道带河口系统的"本底值"，对建立全球河口生物地球化学模型具有重要参