河流和海洋沉积物中的有机硫组成：来自硫稳定同位素和XANES的证据

　　硫是决定地表生物地球化学过程和氧化还原状态的四个关键元素（氧、硫、铁、碳）之一，其氧化还原循环对铁、碳、磷以及一系列微量元素的地球化学行为以及赋存形态产生深远的影响。分子水平上的硫形态研究对揭示硫本身的循环以及硫与其它元素之间的关系至关重要。然而，由于硫的氧化还原敏感性、多价态、多存在形式以及多循环路径等特点，导致其在地表体系中的循环非常复杂，至今仍不十分清楚。中国海洋大学海洋化学理论与技术教育部重点实验室朱茂旭教授研究团队利用硫稳定同位素以及XANES对河流以及海洋沉积物中有机硫组成进行了深入研究，相关研究成果发表在2016年的Organic Geochemistry上。 

　　该课题组研究了河流（长江和胶州湾支流）和海洋（东海和胶州湾）沉积物中的腐殖酸有机硫（HA-OS）、富里酸有机硫（FA-OS）以及铬不可还原有机硫（non-CROS）三种不同有机硫形态的结构组成和同位素组成。结果表明，海洋沉积物中的FA-OS和HA-OS均主要由高价有机硫功能团组成，而non-CROS则主要由低价有机硫功能团组成。河流沉积物中的FA-OS也主要由高价有机硫功能团组成，而HA-OS中的高价和低价有机硫功能团比例相当。海洋沉积物中的HA-OS则几乎都来自于陆源，而FA-OS很大一部分由硫化作用形成，且海洋富营养化可提高有机质硫化的程度。相对于河流FA-OS，硫化作用并未明显提高海洋沉积物FA-OS中高还原有机硫的比例，这表明，相对于海洋系统，陆地系统更有利于生物成因的高还原FA-OS的形成/保存。硫同位素和XANES研究显示，海洋沉积物中腐殖质有机硫（FA-OS + HA-OS）与non-CROS在同位素和化学结构组成上存在明显不同，这是其它任何传统化学分析方法无法揭示的。对这两种形态中的任意一个的单独表征都无法揭示沉积物中有机硫的总体组成和功能团特征，将硫同位素和XANES两种方法结合起来才能更好、更全面地表征不同天然体系中有机硫在组成和地球化学行为。 

　　图1 利用北京同步辐射装置（BSRF）4B7A-中能实验站获得的HA-OS, FA-OS和non-CROS的XANES谱高斯拟合图。结果显示上述三种不同操作形态的有机硫含有不同价态的硫功能团。

　　发表文章： 

　　Zhu M.-X.*, Chen L.-J., Yang G.-P., Huang X.-L., Zhao Y.-D., Composition of organic sulfur in riverine and marine sediments: Insights from sulfur stable isotopes and XANES spectroscopy. Organic Geochemistry, 2016, 99: 102-112.