近日，天津大学地科院界面过程与土壤圈演化研究中心余光辉教授团队利用纳米离子探针（NanoSIMS）和傅立叶变换-离子回旋共振质谱仪（FT-ICR MS）等先进手段，探究了滨海湿地不同水位深度沉积物中有机碳受活性铁矿物和热力学限制双重作用的特征及机理。研究发现，在氧气可用性高的沉积物环境中，活性铁为有机碳的保护提供主要贡献，而在缺氧沉积物环境中，热力学约束（即能量约束）限制了有机碳的氧化分解。相关成果在Water Research上发表了题为“Organic carbon preservation in wetlands: Iron oxide protection vs. thermodynamic limitation”的研究论文。论文第一作者为地科院孙富生博士，通讯作者为地科院余光辉教授。地科院马超老师、郎赟超教授、傅平青教授、滕辉教授等也参与了该研究。
研究利用NanoSIMS对采样点表层和底层沉积物中含铁氧化物与有机物的微尺度空间分布信息进行了原位表征，发现表层沉积物中含铁矿质组分与有机物的空间分布存在明显的共存特征，进一步证明表层沉积物中含铁矿质组分与有机物的结合能力强于底层沉积物。
图1. 铁氧化物与有机物的微尺度结合证据
FT-ICR MS分析结果表明，不同水位深度湿地区域的表层沉积物中小分子有机组分占比高于底层沉积物（图2B）；三个采样点底层沉积物中热力学参数显著低于表层沉积物（图2C），说明底层（厌氧环境）沉积物中热力学限制对有机碳的保护具有重要作用。
图2. 有机碳的热力学限制证据
本研究揭示了湿地沉积物中有机碳储存机制，有助于深化对滨海湿地碳循环的认识。研究得到了国家自然科学基金资助项目（U22A20608, 42107401, 41977271 和 41971123）和天津市科技局项目（22ZYJDJC00140）的联合资助。
论文信息：Fu-Sheng Sun, Chao Ma, Guang-Hui Yu*, Yakov Kuzyakov, Yun-Chao Lang, Ping-Qing Fu, Li-Jun Guo, Hui Henry Teng, Cong-Qiang Liu, Organic carbon preservation in wetlands: Iron oxide protection vs. thermodynamic limitation, Water Research, 2023, 241, 120133.
文章链接: https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.120133
大型仪器推介
主要参数：
1、 可同时探测最多七组质量及二次电子图像，
2、质量探测范围：最大探测质量是最小探测质量的22倍，
3、可切换法拉第杯和电子倍增探测器，
4、电子束电荷中和技术（绝缘体样品），
5、 高空间分辨率/横向分辨率：<50nm，
6、离子束电流：束流直径100nm时，>2pA，
7、 高质量分辨率同时高传输效率：
质量分辨率6000时，传输效率大于55%，
质量分辨率9000时，传输效率大于20%，
8、同位素分析精度千分之零点几。
欢迎大家预约使用
