Interactions between lake dissolved organic matter and heavy metals: implications for ecological risk assessment
Notice bibliographique
Résumé
Dissolved organic matter (DOM) plays a key role in influencing the environmental behavior of heavy metals in lake ecosystems. Through mechanisms such as complexation, ion exchange, and physical adsorption, DOM regulates the speciation, transport, and bioavailability of heavy metals, thereby shaping their ecological risks and fate. Here, we provide a comprehensive review of the sources and molecular composition of lake DOM, with particular attention to humic substances, proteins, and polysaccharides, and highlight the importance of functional groups such as carboxyl group and phenolic hydroxyl group in metal binding. The mechanisms of DOM-heavy metal interactions are discussed in detail. These include σ-ligand bonding, which relies on the donation of lone pair electrons from O/N-containing functional groups to metal orbitals. Also covered are π–d electron interactions, often initiated by photoexcitation of aromatic moieties in DOM to facilitate electron transfer, and multi-site adsorption, a process governed by the combined effects of electrostatic attraction, hydrogen bonding, and the porous structure of DOM. Additionally, the effects of environmental factors (temperature, pH, and light) and biological factors (microbial activity and aquatic plant decomposition) on DOM-heavy metal dynamics are examined. Although substantial progress has been made, key challenges remain in understanding the microscale mechanisms, capturing real-time changes in natural waters, and assessing long-term ecological impacts. Future research should prioritize multi-scale approaches. This entails employing advanced techniques like Fourier-transform ion cyclotron resonance mass spectrometry to elucidate molecular mechanisms, while also advancing in situ monitoring technologies and establishing long-term observation networks to resolve real-time dynamics and assess cumulative ecological impacts. This review provides a theoretical basis for understanding DOM-heavy metal interactions and supports future efforts in ecological risk assessment and the sustainable management of lake environments.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».