【摘要】：錳是海水中重要的微量營養(yǎng)元素之一，由于其在光合作用方面(在光反應(yīng)體系中作為一種還原催化劑)、在有氧呼吸產(chǎn)生的氧化物的去毒方面和在生產(chǎn)ATP(三磷酸腺苷)方面的作用，使其在生物學(xué)上占有重要地位，成為生物生長所必需的微量營養(yǎng)元素。水體中的錳只有可溶態(tài)的能被生物吸收。天然海水中，在pH約為8.0和pE約為12.5的條件下，錳的熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)為Mn(Ⅳ)，不溶于海水。研究表明，錳除了以微生物為媒介發(fā)生直接或間接還原外，在表層海水中的MnO_x還能通過海水中溶解有機(jī)物發(fā)生光化學(xué)還原，，這對維持透光層中錳以溶解還原態(tài)的形式存在，增大對浮游植物的供給有著重要意義。因此，研究錳的光還原反應(yīng)具有較高的理論意義和現(xiàn)實意義。 本論文研究了不同條件下水體中錳的光化學(xué)還原反應(yīng)過程，主要實驗結(jié)果如下： 1、建立了水體中痕量錳的新的分析方法，以8-羥基喹啉作為絡(luò)合劑，C_(18)固相鍵合硅膠富集，甲醇洗脫，火焰原子吸收法測定水體中的痕量錳，并對其測定的最佳條件進(jìn)行了確定。常溫下，測定結(jié)果良好，不受水體中有機(jī)物的影響，檢出限為0.03×10~(-6)mol／L(3σ)，線性范圍為0.50×10~(-6)mol／L～5.00×10~(-6)mol／L，富集倍數(shù)(EF)為24。 2、對錳的光還原反應(yīng)的影響因素進(jìn)行了討論，實驗結(jié)果表明：錳的光還原反應(yīng)主要通過有機(jī)物為媒介進(jìn)行，光強、有機(jī)物的種類和濃度、體系介質(zhì)和pH值都會對反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。 (1)對實驗中選用的3種氨基酸(甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸)，反應(yīng)速率隨氨基酸濃度的增大而增大，對其余的5種有機(jī)羧酸(酒石酸、己二酸、丁二酸、丙二酸、蘋果酸)則無確定的影響規(guī)律； (2)當(dāng)8種有機(jī)物濃度較低(1.00×10~(-5)mol／L，2.00×10~(-5)mol／L)時，在含不同有機(jī)物的反應(yīng)體系中，錳的光還原反應(yīng)速率的遞減順序為：酒石酸＞蘋果酸＞天冬氨酸＞丙二酸＞己二酸≈丁二酸≈甘氨酸≈丙氨酸，當(dāng)有機(jī) 海水中錳的光化學(xué)研究 物濃度增至5.oox 10‘smol幾時，在含不同有機(jī)物的反應(yīng)體系中，錳的光 還原反應(yīng)速率的遞減順序為:天冬氨酸酒石酸丙二酸丙氨酸、甘 氨酸蘋果酸己二酸丁二酸; (3)除蘋果酸外，其余7種有機(jī)物體系中的反應(yīng)速率均隨光強的增加而增加; 降低體系的pH值也會提高錳的光化學(xué)還原反應(yīng)速率。即光強的增加和體 系pH值的降低都有利于反應(yīng)的進(jìn)行; (4)通過在不同介質(zhì)進(jìn)行對比實驗可知，不同介質(zhì)中反應(yīng)速率的變化為:去 離子水人工海水天然海水: (5)在體系分布均勻的前提下，攪拌速率的大小對錳的光還原反應(yīng)幾乎不產(chǎn) 生影響。 3、對錳的光還原反應(yīng)的動力學(xué)進(jìn)行了初步的研究，表明錳的光化學(xué)反應(yīng)符合零 級動力學(xué)反應(yīng)規(guī)律，反應(yīng)速率常數(shù)的變化規(guī)律與反應(yīng)速率的變化規(guī)律一致。 4、通過對影響因素的分析，認(rèn)為當(dāng)有機(jī)物濃度高時，錳的光化學(xué)還原反應(yīng)過程 通過以下途徑發(fā)生:有機(jī)物在MnO、的吸附，有機(jī)物吸收光子發(fā)生光反應(yīng)， MnO、與被吸附的有機(jī)分子間發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)，MnO、得到電子被還原;有 機(jī)物濃度低時，除通過上述途徑發(fā)生反應(yīng)外，還可通過下述途徑發(fā)生反應(yīng): 有機(jī)物吸收光子發(fā)生光反應(yīng)，電子由光激發(fā)有機(jī)物向氧氣轉(zhuǎn)移生成過氧離子， 電子在過氧離子和Mno、間發(fā)生轉(zhuǎn)移，MnO、被還原。 5、論文還討論了錳的光還原反應(yīng)對水體中酚類的光化學(xué)降解反應(yīng)的影響，反應(yīng) 對不同的酚類有機(jī)物的光降解的影響有所不同，對鄰硝基苯酚的光降解幾乎 無影響，對對甲基苯酚的光降解起抑制作用，對2，4一二硝基苯酚的光降解則起 促進(jìn)作用。
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：P734.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2650077