中文摘要：

腐殖质是天然有机质的重要组成部分，具有负表面电荷，能结合重金属离子，可改变重金属离子的形态、溶解度及其生物可利用性，是影响重金属生物有效性的主要因素之一。本研究选取具有典型性和代表性的乌梁素海为研究对象，以天然湖泊沉积物腐殖质的分离提纯为基础，以腐殖质不同组分对重金属的形态分布、吸附性能的影响研究为主线，以腐殖质不同组分对重金属的迁移转化机制及生物有效性的影响研究为主要目标，同时引入电镜技术和多种谱学方法，综合阐释腐殖质不同组分，特别是胡敏素对重金属迁移转化的影响机制，立意和方法均有所创新。本研究对阐明腐殖质的环境效应，深入理解湖泊生态环境中重金属的环境地球化学行为和生物有效性具有重要的理论和实践意义。

结论摘要：

腐殖质是控制环境中重金属的分布、毒性、生物有效性和归缩的重要因子。一般认为，离子交换和表面络合是重金属与腐殖质作用的主要机制，但事实上，由于腐殖质组成结构的不均一性，有关腐殖质与重金属的作用机制尚不十分清楚。本研究以连续碱提取法获得的乌梁素海沉积物中的HA、FA和HM为基础，开展了HA、FA和HM对重金属形态转化以及HA、FA和HM与重金属作用机制的系列研究工作，借助元素分析、紫外-可见分光光度法、三维荧光法、傅里叶红外光谱法及核磁共振波谱法等对HA、FA和HM的组成结构进行了系统表征。结果表明，不同植物类型区HA以芳香性结构为主，HM以脂肪性结构为主；HA和HM的官能团结构均以羟基为主，羧基含量相对较少。3个植物类型区沉积物中HA的芳香性结构占比约为60%，脂肪性结构占比约为40%，羟基含量占比约为70%，羧基含量占比约为30%；HM的芳香性结构占比约为40%，脂肪性结构占比约为60%，羟基和羧基含量比重与HA基本相同。游离羟基对Phra.A中HA和HM及Pota.A中HM吸附Pb2+、Zn2+和Cd2+起主要作用，对Myri. A中HA和HM吸附Pb2+、Zn2+和Cd2+起绝对主导作用；缔合羟基对Phra.A中HM和Pota.A中HA吸附Cu2+起主要作用；游离羟基、缔合羟基和羧基共同对Phra.A中HA和Myri. A中HM吸附Cu2+起主要作用，对Pota.A中HM吸附Cu2+、Pb2+、Zn2+和Cd2+起主要作用。HA与重金属离子间存在络合作用，依据不同条件下HA与重金属离子络合产物数量的差异，不同植物类型区沉积物中HA与重金属离子存在络合-沉淀现象，随pH值和初始重金属离子浓度的升高引起HA与重金属离子形成团聚物发生络合-沉淀反应。Phra. A中FA与Pb2+的作用机制研究表明，Pb2+的结合量随初始Pb2+浓度和FA浓度增加而增加，随离子强度的增加而减少。相对地，log KD随初始Pb2+的增加急剧下降，随FA浓度增加而增加，随离子强度的增加而减少。两位点配体结合模型能很好的拟合实验数据，表明用连续碱提取法获得的乌梁素海沉积物FA中有两类不同结合位点参与Pb2+的反应。结果清楚地证实了从湖泊沉积物中提取的FA结合位点的化学异质性。FA存在两种官能团参与FA和Pb2+的相互作用，可与两位点配体结合模型相对应。 本项目共获实验数据44612个，完