水体中DOM的光解影响因素研究.pdf

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1、第34卷第5期2012年9月海洋学报ACTAOCEANOLOGlCASINICAV01．34。No．5September2012水体中DOM的光解影响因素研究范晓明1’2⋯，李先国h，唐旭利1，周璇1，刘宝2，邹惠玲2(1．中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室，山东青岛266100；2．山东省产品质量监督检验研究院食品化工中心，山东济南255100；3．山东省材料化学安全检测技术重点实验室，山东济南250100)关键词：溶解有机物；光降解；水溶液；重金属离子中图分类号：P734文献标志码：

2、A文章编号：02534193(2012)050191—061引言水体中溶解有机物(DOM)是溶解有机碳的主要来源，它由腐植酸、富里酸和其他一些可识别的有机物质(氨基酸、糖类，低分子量的有机酸等)组成．在控制水生态系统的化学、生物、物理性质中起着重要的作用。一方面，DOM可以结合环境中重要的金属离子(Hg，Cu，Ni，Fe，Mn，Cd等)和多环芳烃、多氯联苯、农药、除草剂等环境污染物ll_3J，从而改变它们的迁移、生物可利用性和毒性；另一方面，虽然大多DOM不容易被生物直接吸收利用，但由于其显著的光化学活

3、性，通过光化学降解可以改变DOM本身的化学组成、结构和物理化学性质卧_5]，产生能被生物利用的活泼有机物，从而使其成为全球碳循环中一个极其重要的碳库聃]。美国Suwannee河是一条黑水河，其源头的南乔治亚Okefenokee沼泽含有大量的泥炭，为该河流提供了大部分的溶解有机碳(DOC)，使得该河流中DOC浓度达到了25--75mg／dm3，且河水pH值小于4。也成为了国际腐植酸协会(IHSS)采用的腐植酸、黄腐酸等标准物质来源之一。从目前的研究来看．对该河流中DOM的研究主要是氧气对该河水中提取的腐植

4、酸、黄腐酸光解的影响，对其他因素的影响的研究还未见相关报道。本文以氙灯为光源，对Suwannee河DOM光化学降解中溶液介质、温度、硝酸根、亚硝酸根、Cu”，Pb2+等不同环境因素的影响进行了详细研究，对探讨DOM在水环境中的迁移变化规律有重要意义。2材料和方法2．1试剂与材料DOM样品：SuwanneeRiverDOM(IHSS)，组成见表1l天然海水，采于青岛鲁迅公园，为表层海水；人丁海水(SSW)，按照文献[7]方法配制；自来水：取自自来水管道，室温放置24h；去离子水，取自Mill—Q水系统；N

5、aN03，NaN02，Cu(N03)2，Pb(NO。)：(优级纯)，国药集团化学试剂有限公司。表1Suwannee河DOM组成H2()AshCHoNSP8．15％70％52．47％4．19％42．69％1．1％0．65％0．02％2．2仪器TOC分析仪(Shimadzu5000)；光化学反应仪(ATLASSUNTESTCPS+)2．3实验方法移取适量DOM储备液于1000ml容量瓶中定容，通过改变其他条件，得到不同条件下浓度为0．01g／dm3的DOM溶液，将溶液转移至石英反应管内，装满封口后置于光反应

6、仪的水浴池中，氙灯照收稿日期：20101206；修订日期：20120611。基金项目：：国家自然科学基金项目(40976041；20775074)资助。作者简介：范晓明(1984一)，男，山西省晋中市人，助理工程师，硕士，研究方向为环境分析化学。Email：fxm4319@153．tom*通信作者：李先围(1965)，男，教授，博士，博导，主要从事海洋化学研究。E—mail：lixg@ouc．edu．cn海洋学报34卷射。每隔一定的时问取样，用TOC分析仪测定样品中DOC的含量。实验中未提及氧气条件时，

7、均是在空气饱和后的条件下进行。未标明光照强度时，均为500W／m2。3结果与讨论3．1光照条件对DOM降解的影响3．1．1光照时间的影响由图1可见。氙灯照射过程中，溶液中DOC浓度不断减小。前72h，DOC浓度随着光照时问呈线性下降．72h后，I)OC浓度随光照时问下降变缓．从72到98h之问，DOC浓度仪减小了0．023mg／dm3，表明在光照后期，剩余D()M更加难以光解。同时进行的黑暗对照实验显示，黑暗条件下D()(：浓度几乎没有改变，表明在所考察时间范围内，DOM黑暗条件下的降解对DOM的光解实

8、验不会产生影响。O24487296照射时间／h图1溶解有机物光化学降解3．1．2光照强度的影响在15℃去离子水体系中，同浓度DOM溶液在不同强度下照射，DOC浓度变化见图2。经过250，500，750W／m2二个光照强度的氙灯72h照射以后，D()C含节分别下降了8．28％．15．3n％和诗ot)媚幕U星oHO7244872照射时问／h图2小同光照蝎度对I)()M光解的影响25．0l％，说明光照强度对D()M的光解有显著的影响。即相同浓度条