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溶解性有机质（DOM）广泛存在于陆地和水体环境系统中,在污染物一系列的生物地球化学循环中起着至关重要的作用。过去研究工作表明,DOM来源及生物地球化学过程导致其结构组成呈现明显的时空分布差异。汞（Hg）是一类重要的环境污染物,其有机形态如甲基汞（MeHg）因其极强的神经毒性、持久性和生物积累性的物化特性,受到全世界广泛关注。DOM是调控Hg时空分布最重要的生物地球化学因子,在过去的几十年中,DOM与汞的配位结合,一直是研究DOM和汞关系的重要关注点。DOM-Hg结合作为控制Hg形态的重要基础,一方面影响Hg的生物可利用性;另一方面,在汞的光反应、氧化-还原、甲基化/去甲基化等环境行为过程中,同样扮演着至关重要的核心角色。但目前为止,有关DOM结构、性质组成和其结合汞能力之间关系的讨论还鲜有报道;同时少有研究关注DOM自身的生物地球化学过程导致其结构组成特征的变化,是如何进一步影响其对汞的结合能力。基于此,本文立足上述两个科学问题,针对DOM来源、性质组成以及其自身地球化学过程导致的结构变化对结合汞能力的影响这两个方面,开展了相关工作。DOM-Hg之间结合强度的定量通常用结合常数（logK）值来表示。然而,由于DOM来源多样性、结构异质性、测量方法的多样性、以及样本数量限制等原因,有关DOM结构特性与其结合Hg（Ⅱ）能力关系的讨论和分析,还有待进一步研究。因此,在第一部分工作中（第二章）,我们收集不同来源的DOM,利用平衡透析配体交换（EDLE）方法测量DOM-Hg（Ⅱ）络合物结合常数（logK）的大小,同时利用紫外吸收光谱和荧光吸收光谱对DOM结构和组成特性进行表征,同时将结合常数（logK）与DOM光谱特性进行关联,得到如下结果:（1）26个DOM样本与汞结合常数（logK）的范围为15.78～20.96,表明由于DOM结构异质性,不同来源的DOM结合汞能力不同。其中陆源性强的DOM结合Hg（Ⅱ）能力更强,说明了陆源DOM在Hg生物地球化学循环中的重要性。（2）光谱方法（UV-Vis和荧光光谱）可以有效评估DOM结构组成、以及DOM结合Hg（Ⅱ）的能力大小。其中,DOM芳香性、生色团以及分子量参数如SUVA254、CDOM/DOC、S275-295可以作为快速方便的指标来预测DOM对Hg（Ⅱ）结合能力的大小。在第二部分工作中,为了进一步探究DOM来源、结构组成对DOM-Hg结合库容的影响,我们利用逐步滴定法测量DOM-Hg不同结合库容间的大小,同时结合DOM来源和结构组成特性,分析DOM结构特性与DOM-Hg强、弱结合库容之间的关系,得到结果:（1）不论DOM来源,在低Hg2+/DOC比值下(100μg·g-1),DOM-Hg强结合库容占主导地位;高Hg2+/DOC比值下(3000μg·g-1),DOM-Hg弱结合库容占主导地位。（2）含有更多蛋白组分的内源DOM倾向于与Hg（Ⅱ）形成弱配位络合物,弱结合库容占主导地位;而陆源性强的DOM与汞发生强结合能力更强,强结合库容占主导地位。（3）DOM光谱指标与DOM-Hg结合库容之间显著的相关性表明,DOM结构指标可有效指示DOM-Hg强、弱结合库容的大小。因此,本研究揭示的DOM-Hg结合库容与DOM特性之间关系也为以前工作中报道的不同来源和结构特性DOM结合Hg（Ⅱ）能力不同提供了可能的解释。本部分研究结果进一步支持了上一部分（第二章）得到的结论,即不同来源DOM因其结构中结合Hg（Ⅱ）官能团点位的强度和数量不同,影响着DOM-Hg结合能力的大小,且陆源DOM结合汞的能力更强。第三部分工作中（第四章）从DOM特征的动态变化角度入手,分析和讨论了DOM光降解过程是如何影响其结合Hg（Ⅱ）的能力,通过实验室模拟DOM光降解过程,研究光降解动力学过程中DOM结构性质及其反应活性的变化,得到如下结果:（1）陆源性强的DOM光降解程度越高。光照辐射使陆源特征明显的大分子疏水性腐殖质降解为小分子新鲜有机质,其内源信号逐渐加强。但在光降解初期,新产生腐殖化程度较弱的小分子DOM越容易在光降解初期被降解,在光降解后期,生成了结构更为复杂的难降解物质。（2）DOM分子量分析结果表明,陆源性强的DOM,分子量越大;且随着光降解时间增加,DOM分子量逐渐减小。但由于DOM结构复杂性,光照辐射一方面导致大分子DOM发生明显光矿化作用,降解为更多小分子量物质;同时也可能将不稳定DOM转化成更多难降解的大分子物质,发生光腐殖化作用。（3）光降解前、中期,DOM发生的光矿化占主导作用,DOM芳香性和分子量降低,从而导致其结合Hg（Ⅱ）能力降低。而当反应到达一定程度,在光降解后期,复杂的DOM分子内部结构被打破,暴露了更多Hg（Ⅱ）结合位点,能够结合更多的Hg（Ⅱ）,logK值增加。因此,光降解导致DOM复杂的结构变化是影响其结合Hg（Ⅱ）能力的主要因素。通过本文三部分的研究工作,我们发现DOM组成及结构特征控制着DOM-Hg的结合行为,其中表征DOM芳香性结构、生色团以及分子量的特征参数,可以作为评估DOM与汞结合反应活性的重要指标。这说明了在野外观测工作中,利用光谱技术监测和预测DOM生态环境效应的可行性。此外,陆源性强的DOM结合汞能力更高,光降解作为影响环境中DOM结构性质动态变化的重要地球化学过程,陆源DOM更容易发生光降解。光降解导致的DOM结构变化是影响其与汞结合能力的重要因素。这些结果说明了陆源DOM在Hg的生物地球化学循环中发挥着重要作用。随着人类活动对土地利用和气候变化的影响,陆源有机物进入水体系统的量不断增加,需要我们进一步研究DOM与Hg（Ⅱ）的结合对Hg生物地球化学循环的影响,并对Hg的环境风险进行评估。本论文研究结果可为在全球气候变化背景下,评估陆源有机质对Hg生物毒性以及环境归趋影响的相关研究提供重要支撑。