湖泊重金屬污染具有高毒性，致癌性和持久性特征，嚴重威脅著水生生物及人類健康，受到社會的廣泛關注。 底泥作為重金屬沉降富集的受體，其中富集的重金屬可被水生植物吸收或因擾動再次釋放造成二次污染，因此，加強湖泊底泥重金屬的污染監測意義重大。然而，底泥重金屬來源廣泛（例如：大氣降塵、工業廢棄物、汽車磨損排放、農藥和化肥等），其分布具有較大空間異質性，加重了人們監測的難度和成本。現有研究表明，高光譜技術可以有效估測土壤屬性信息，為當前土壤屬性探測及制圖開辟了新的途徑。然而，土壤（底泥）中的重金屬含量極微，其波譜特征往往被C、N等多量元素的信息掩蓋，利用高光譜技術對其反演的能力及精度備受爭議。
武漢植物園姜慶虎在劉峰研究員的指導下，以東湖底泥的重金屬污染為例，分析了高光譜技術在反演重金屬As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的可行性，并討論了重金屬的反演機理。結果表明，光譜模型對重金屬的反演能力差異顯著，其中Cd、Hg、Ni和Pb被反演性較高，而As、Cr、Cu和Zn無法被反演，這取決于重金屬與TOC的內在關系與共生機制。本研究的開展為光譜快速獲取高異質性土壤重金屬污染信息提供了一定的參考。
本研究得到國家自然科學基金（31600377），國家重點基礎研究發展計劃（2014CB954004）的資助，結果以“Feasibility of using visible and near-infrared reflectance spectroscopy to monitor heavy metal contaminants in urban lake sediment”發表在Catena雜志上。
論文鏈接 ：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0341816217303892
重金屬和總有機碳與光譜在不同波段處的相關系數分布曲線圖
