图1 隐身的微生物化学物质（图片来自网络）

通常我们看到河水清清的，单厢觉得这里的水是没有环境污染的，但事实真是如此么？或许在河里，有一类看不到看不见的微生物化学物质已经悄悄地负面影响了水底的自然环境。这种微生物化学物质，就是水溶性无机物质。

水溶性无机物质（Dissolved organic matter， DOM），是一类具有复杂共同组成、结构和自然环境犯罪行为的无机物氧化物，广义上的含义包括一切熔化于水底的无机物化合物，通常Ionic通过0.45μm超临界的熔化于水、酸或碱溶液中的同质Hardoi氧化物，由含硫、氮和硫的胺基酸、季铵、脂肪族等功能团共同组成，广泛存在于各式各样天然地下水中。

DOM参予各式各样岩石学循环式

图2 水溶性无机物物参予岩石学循环式（图源于Earths Critical Zone）

DOM是连接生命形态碳和无机物碳的关键联结，参予各式各样微生物岩石学循环式操作过程（图2）。DOM被认为是陆地生态系和水生动物生态系中一类关键的活耀微生物化学混合物，是沉积物城市布局与相关城市布局发生微生物化学物质交换的关键形式。以导致的方式分为内生和圣马尔瑟兰县，前者指自然界导致的DOM，其作者为珍稀Isson、沉积物、浮游生物公益活动导致的粪便；后者指人类文明微生物人工合成导致的，人类文明工业化城市化操作过程导致的大量DOM介入水生动物自然环境，威胁水生动物态系健康和安全。剧烈的人类文明公益活动改变了DOM的作者、特性。

图3 中国科学院宁波探测科学研究站站长期探测取样（汪文东摄制）

DOM作为自然环境中最为活耀的微生物成份之一，对氮氧化物（如流行乐和无机物氮氧化物等）的自然环境犯罪行为和微生物科学性均导致关键负面影响。近年来，DOM对氮氧化物的自然环境犯罪行为的科学研究已成为生物学、沉积物学和自然环境科学等学科的科学研究热点。沉积物无机物碳中DOM的占比很小，但它却是地下水和地下水底DOM的关键作者，充当了许多高浓度无机物或无机物氮氧化物的主要就北迁媒介或助混合物。

常规性氮氧化物与DOM的区别

水自然环境当中的常规性氮氧化物通常是指水环境污染常规性分析分项，是对水体监测、评价、利用以及环境污染治理的主要就依据。其主要就分项有：恶臭、盐度、去离子水、pH值、电阻率、水溶性液态、漂浮性液态、总氮、总无机物碳（TOC）熔化氧（DO）、生化involves（BOD）、微生物化学involves（COD）、细菌总数、余氯、流行乐和无机物氮氧化物等。

图4 人类文明公益活动导致的水溶性无机物物排放 （汪文东摄制）

不同于常规性氮氧化物，DOM成分复杂，有不同结构且分子量大小不一，其中人类文明排放的DOM对自然环境负面影响最为显著 （Williams et al.,2016）（图4）。DOM的表征技术丰富多样，其中光谱技术由于简单易操作成为较为常用的一类技术。根据光谱特性的不同可将DOM分为有色水溶性无机物质（CDOM）和荧光水溶性无机物质（FDOM）。而通过荧光激发-发射矩阵（Excitation-Emission Matrix，EEM）结合平行因子分析（PARAFAC）可对FDOM的荧光混合物进行解析，其荧光特性分项可表明其荧光混合物的作者。

DOM的分布有哪些特性

DOM在流域生态系中分布广泛。城郊生态系是生态系服务冲突最激烈的区域，DOM在城郊生态系分布受到人类文明公益活动的负面影响。正在经历快速城市化操作过程的宁波樟溪流域的探测结果显示，DOM的分项（DOC，CDOM和FDOM）浓度在不同人口密度区域中差异明显（图5）。季节数据相关分析表明，DOM的分布具有季节变化和区域分布的同质性，说明强烈的人类文明公益活动对DOM的区域分布具有决定作用。

图5 流域DOC、CDOM、FDOM浓度的季节变化（Tang et al.， 2020）

与人类文明公益活动有哪些关联

近年来，我国正经历着快速的城市化操作过程，城市化操作过程导致了地下水中DOM 浓度与性质的改变。人类文明公益活动，如污水排放、土地覆盖和景观格局的改变、土地利用方式的转变等，都显著改变了DOM的浓度和特性。

樟溪城郊流域的探测结果表明，城市化操作过程中的人类文明公益活动（包括农业公益活动等）导致了DOM荧光混合物和特性的变化，其类蛋白类荧光混合物与人类文明公益活动的强度密切相关。生态风险评估结果显示，接近自然生态系的子流域区域风险较小，而在人类文明公益活动频繁干扰的区域（农田和城镇）则具有较大的生态风险。表明人类文明公益活动改变了水生动物态系中DOM的含量和特性并对生态系导致负面负面影响。 因此，人类文明公益活动导致的DOM进入流域生态系的生态风险需要进一步关注。

图6 熔化无机物物生态风险图 （a）雨季。（b）旱季 （Tang et al.， 2020）

参考文献：

1. Podgorski, D.C., Zito, P., Mcguire, J.T., Martinovic-Weigelt, D., Spencer, R.G.M., 2018. Examining Natural Attenuation and Acute Toxicity of Petroleum-Derived Dissolved Organic Matter with Optical Spectroscopy. Environ. Sci. Technol. 52（11）, 6157-6166.

2. Tang, J.F., Wang, W.D., Yang, L., Qiu, Q.L.L., Cao, C.L., Li, X.H., 2020. Seasonal variation and ecological risk assessment of dissolved organic matter in a peri-urban critical zone observatory watershed. Sci. Total Environ. 707.

3. Williams, C.J., Frost, P.C., Morales‐Williams, A.M., Larson, J.H., Richardson, W.B., Chiandet, A.S., Xenopoulos, M.A., 2016. Human activities cause distinct dissolved organic matter composition across freshwater ecosystems. Global Change Biol. 22（2）, 613-626.

作者：中国科学院城市自然环境科学研究所