泥炭沼泽源酚类物质输出过程中与铁的相互作用及其环境意义

泥炭沼泽是具有全球意义的湿地类型，普遍含有较高浓度的酚类物质。过去二十余年，北半球大范围地表水体DOC呈显著增升趋势。普遍认为与全球变化背景下泥炭沼泽等湿地大规模释放DOC有关。酚类物质是DOC的重要组成部分，大量沼泽酚类物质的输出有可能引发一系列环境问题。泥炭沼泽酚类物质的输出受多种因素制约。由于铁是沼泽中含量最丰富的过渡金属元素，也是重要的氧化还原物质，且与酚类存在复杂多样的相互作用，如酚类物质是沼泽中铁有机络合物的主要配体，因此酚铁相互作用有可能显著影响酚类物质的环境行为和环境效应。若尔盖湿地是我国最大的高原泥炭沼泽聚集区，是开展酚铁相互作用的理想场所。以若尔盖湿地为主要研究对象，通过野外调查和室内模拟试验，结合现代测试技术，系统研究酚铁络合作用、光化学作用和氧化还原作用及对DOC生物可利用性的影响，进一步揭示沼泽酚类输出过程中酚铁相互作用及其环境意义。

铁是地壳中含量最丰富的元素。它是生物体的必需元素,也是海洋初级生产力的限制元素。在海洋HNLC带（高营养盐低叶绿素)通常有足够的阳光和丰富的营养,但其生物生产量却相对较少。这主要是由于极低浓度的溶解铁限制了HNLC海域的初级生产力。早期的研究认为大气飘尘颗粒物铁是海洋铁的重要来源，然而，大气飘尘颗粒物铁大部分并不可溶，只有极少一部分能够产生生物可利用铁。通过河流输出的溶解性铁被认为是海洋铁的另外一种重要来源，但受到海水混合作用导致沉淀的限制。陆地系统向海洋输出生物可利用铁的地球化学过程仍需深入研究。. 通过对若尔盖泥炭沼泽湿地和哈尼沼泽湿地的调查和对比研究，发现泥炭沼泽湿地中溶解性总铁和亚铁含量普遍较高。其中，若尔盖沼泽水体呈弱碱性，但其溶解性总铁平均含量仍然有466μg/L，是长江溶解性铁含量（11.9μg/L)的近40倍，而哈尼弱酸性沼泽水体中溶解性总铁高达679μg/L，亚铁平均含量为86μg/L。通过研究，我们证实酚类物质是泥炭沼泽湿地水体中溶解性铁的主要有机载体。利用泥炭中检测出的十种酚酸物质进行模拟试验，证实酚类物质对三价铁的还原作用及与亚铁的络合作用是导致泥炭沼泽水体中高含量溶解性铁存在的主要机制之一，且具有儿茶酚(catechol)或没食子酰基(galloyl moiety)结构的酚类物质与亚铁络合能力较强可以形成稳定的络合物。试验表明，在盐度高达38 g / L的人工合成海水中（pH = 8.0±0.1），没食子酸、咖啡酸、原儿茶酸系统仍保持68%,27%,和25%的初始总溶解铁,和33%,23%,和9%的初始亚铁。由于全球泥炭沼泽湿地约占全球陆地面积的3-5%，而沼泽湿地中酚铁相互作用又是保持沼泽水体高含量溶解性铁稳定性的关键机制，因此泥炭沼泽湿地对陆地向海洋输出生物有效性铁具有重要意义。