發(fā)布時(shí)間：2020-05-08 19:19

【摘要】：溶解性有機(jī)質(zhì)(dissolved organic matters,DOMs)在環(huán)境中普遍存在,分子量變化范圍寬泛,具有異質(zhì)性和光化學(xué)活性。DOMs含有復(fù)雜多樣的官能團(tuán),對(duì)環(huán)境中的疏水性有機(jī)污染物(hydrophobic organic contaminants,HOCs)和重金屬元素等的溶解性質(zhì)、遷移轉(zhuǎn)化、可降解性和生物毒性等都具有重要作用。多環(huán)芳烴(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是目前全球環(huán)境中都廣為存在的持久性有機(jī)污染物(persistent organic pollutants,POPs),不僅具有三致效應(yīng),還具有生物累積性和遺傳毒性。DOM與PAHs能夠發(fā)生非共價(jià)結(jié)合作用,從而控制其在環(huán)境中的行為。DOM因其非均相特征,受自然環(huán)境因素和人為因素影響深遠(yuǎn)。本文選用了沈陽市區(qū)棕壤DOM為研究對(duì)象,根據(jù)采樣地點(diǎn)的不同,分為公園土壤和道路邊土壤中的DOM,采用紅外光譜、紫外光譜和三維熒光光譜等對(duì)其基本結(jié)構(gòu)和凍融處理之后的結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行表征。采用熒光淬滅法測(cè)定DOM與菲的結(jié)合常數(shù)(K),并考察了不同冷凍溫度、不同融化溫度、不同冷凍時(shí)間、不同凍融次數(shù)條件下K值的變化,通過相關(guān)性矩陣分析這種變化產(chǎn)生的原因,并從其他角度分析了凍融對(duì)K值產(chǎn)生影響的原因。公園土壤DOM和道路邊土壤DOM的溶解性有機(jī)碳(dissolved organic carbon,DOC)含量分別是3.7 mgC·L~(-1)和3.0 mgC·L~(-1),這兩種DOM具有相似的紅外光譜、紫外-可見光光譜和三維熒光光譜,二者具有相似的結(jié)構(gòu)和組成:都含有苯環(huán)、酚羥基和醇羥基等官能團(tuán),都含有脂肪鏈烴結(jié)構(gòu)和芳香環(huán)結(jié)構(gòu);二者以單位DOC濃度下250 nm處的紫外吸光度(SUVA)表征的芳香性程度相當(dāng);主要熒光成分都是類富里酸和類腐殖酸。經(jīng)過不同的凍融作用,公園土壤DOM和道路邊土壤DOM的DOC含量均有不同程度的降低,前者受不同凍融條件改變的影響較后者更大;二者DOC的變化范圍分別是2.1 mgC·L~(-1)~3.6 mgC·L~(-1)和1.6 mgC·L~(-1)~2.9 mgC·L~(-1);均隨冷凍溫度的上升而降低。凍融處理能夠顯著增強(qiáng)DOM的芳香程度和腐殖化水平,能顯著改變DOM的分子量大小、促進(jìn)有色溶解性有機(jī)質(zhì)(chromophoric dissolved organic matter,CDOM)的產(chǎn)生。季節(jié)性凍融會(huì)加深不同類型的土壤DOM結(jié)構(gòu)和組分之間的差異。凍融處理導(dǎo)致公園土壤DOM和道路邊土壤DOM的三維熒光光譜均發(fā)生明顯變化。從熒光峰變化的角度來看,類芳香族蛋白質(zhì)在冷凍溫度較高或著融化溫度適宜的情況下更為明顯,并且隨著冷凍時(shí)間延長和凍融次數(shù)的增多而增多;類腐殖酸隨冷凍時(shí)間延長和凍融次數(shù)增多而減少;類富里酸隨冷凍時(shí)間延長逐漸減少、隨凍融次數(shù)增多先減少后增多。不同的凍融條件顯著改變了DOM中各熒光組分對(duì)熒光物質(zhì)總量的貢獻(xiàn)率,熒光組分之間能夠相互轉(zhuǎn)化。受凍融作用影響,類富里酸成為DOM中含量最高的熒光物質(zhì)。土壤DOM受凍融作用影響,大分子稠環(huán)結(jié)構(gòu)物質(zhì)等有機(jī)質(zhì)被破壞,產(chǎn)生更多的類富里酸、酚類和醌類等小分子量芳香性結(jié)構(gòu)物質(zhì)。較長的冷凍時(shí)間和更多次數(shù)的凍融循環(huán)都使得類腐殖質(zhì)成分減少,而類酪氨酸含量增多。本文的兩種土壤DOM樣品及其經(jīng)過不同凍融作用試樣的Stem-Volmer圖都表現(xiàn)出明顯的線性特征,這說明本文的DOM與菲結(jié)合形成復(fù)合物的主要機(jī)制都是疏水性分配作用。兩種土壤DOM的K值都是3.5×10~4 L·Kg~(-1)。不同的冷凍溫度、融化溫度冷凍時(shí)間和凍融次數(shù)條件對(duì)K值都在0.01水平上具有極顯著影響,而且兩種DOM之間存在極顯著差異。公園土壤DOM和道路邊土壤DOM的K值的變化范圍分別是1.6×10~5 L·Kg~(-1)~8.4×10~5 L·Kg~(-1)和1.5×10~5 L·Kg~(-1)~3.7×10~5 L·Kg~(-1);都隨冷凍溫度上升而減小,并且都與冷凍溫度變化線性相關(guān);與冷凍時(shí)間和凍融次數(shù)都呈現(xiàn)二次多項(xiàng)式的函數(shù)關(guān)系;與其各自的未凍融樣品相比,K值都增大一個(gè)數(shù)量級(jí)。DOM與多環(huán)芳烴表觀結(jié)合常數(shù)的增大,一方面會(huì)提高多環(huán)芳烴在環(huán)境中的流動(dòng)性;另一方面,也會(huì)降低了多環(huán)芳烴的生物利用度。相關(guān)性分析表明,芳香環(huán)是本文的DOM與菲結(jié)合的核心官能團(tuán)。芳香環(huán)的含量與類富里酸、類腐殖酸和類芳香族蛋白質(zhì)Ⅰ存在顯著相關(guān)性。DOMs經(jīng)過凍融之后,其芳香性與其中的類酪氨酸、類腐殖質(zhì)和熒光物質(zhì)總量都有很大關(guān)系,但是與其他熒光組分的關(guān)系存在DOM種類或者來源上的差異。
【圖文】：

3）用 1μL 微量進(jìn)樣針分別取 1μL，1000 mg·L-1菲的甲醇溶液添加到待測(cè) DOM個(gè)系列稀釋液中，立即擰緊瓶蓋（以避免菲揮發(fā)），并使其混合均勻，避光靜置過系充分平衡后進(jìn)行 K 值的測(cè)定。本實(shí)驗(yàn) DOM 溶液中菲的總濃度保持在 0.100 mg的添加量很少，為 0.01%（<0.5%）,所以稀釋效應(yīng)可以忽略。4） 在室溫下分別測(cè)定以下三個(gè)不同體系的熒光強(qiáng)度：無 DOM 存在下僅有菲的熒OM 和菲共存的熒光值 f。根據(jù)公式（1-12）計(jì)算結(jié)合常數(shù) K。5） 菲的濃度測(cè)定利用熒光分光光度計(jì)，采用恒波長同步熒光法[74]。測(cè)定條件如= 100nm；Ex slit=5 nm；Em slit=5 nm；Scan rate=120 nm/min；Factor=20。根據(jù)該不同濃度菲的熒光光譜見圖 1-1，從該圖可知，，該方法檢測(cè)菲的濃度范圍為L-1～0.4 mg·L-1，且在此濃度范圍內(nèi)，最大熒光峰值均出現(xiàn)在激發(fā)波長 250 nm 處顯可以看出 0.02 mg·L-1～0.1 mg·L-1的濃度范圍內(nèi)，最大熒光峰間距相等。因此l 作 0.02 mg·L-1～0.1 mg·L-1濃度范圍內(nèi)最大熒光峰強(qiáng)度和濃度的關(guān)系曲線，見，得到最大熒光峰值與菲的濃度成正比，線性公式為 y=3678.7x，R2=0.9924。6） 根據(jù)步驟（1）～步驟（5）和公式（1-12），測(cè)定待測(cè) DOM 樣品與菲的結(jié)合

PS和RS的三維投影圖（a和b）和等高線光譜圖（c和d）圖
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X592

【參考文獻(xiàn)】

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1 田華;劉哲;趙璐;李煥妮;;土壤中多環(huán)芳烴菲的自然降解特性[J];環(huán)境工程學(xué)報(bào);2015年08期

2 何小松;席北斗;張鵬;高如泰;李丹;張慧;;地下水中溶解性有機(jī)物的季節(jié)變化特征及成因[J];中國環(huán)境科學(xué);2015年03期

3 隋志男;郅二銓;姚杰;于會(huì)彬;宋永會(huì);李輝;;三維熒光光譜區(qū)域積分法解析遼河七星濕地水體DOM組成及來源[J];環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào);2015年02期

4 秦紀(jì)洪;李菊;孫輝;;凍融交替對(duì)高寒土壤輕組分有機(jī)質(zhì)礦化影響的試驗(yàn)研究[J];水土保持學(xué)報(bào);2014年06期

5 劉貴榮;史國良;張普;周來東;吳建會(huì);馮銀廠;;成都市PM_(10)中多環(huán)芳烴來源識(shí)別及毒性評(píng)估[J];中國環(huán)境科學(xué);2014年10期

6 文楊;薛爽;陳靜;王超;毛偉偉;王杰;;冰封期前后河流底泥中溶解性有機(jī)物組分的熒光特性的變化[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2015年04期

7 郭平;明戀;王觀竹;李悅銘;李琳慧;于濟(jì)通;;黑土對(duì)凍融有機(jī)質(zhì)的吸附作用[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版);2013年04期

8 姚璐璐;涂響;于會(huì)彬;徐東耀;韓璐;宋永會(huì);;三維熒光區(qū)域積分評(píng)估城市污水中溶解性有機(jī)物去除[J];環(huán)境工程學(xué)報(bào);2013年02期

9 王展;張玉龍;張良;范慶鋒;劉暢;;凍融次數(shù)和含水量對(duì)棕壤總有機(jī)碳和可溶性有機(jī)碳的影響[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2012年10期

10 何小松;于靜;席北斗;姜永海;張進(jìn)保;李丹;潘紅衛(wèi);劉鴻亮;;填埋垃圾滲濾液中水溶性有機(jī)物去除規(guī)律研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2012年09期

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1 趙香愛;多環(huán)芳烴（PAHs）在森林土壤和植物葉中的分布行為特征研究[D];延邊大學(xué);2016年

2 吳濟(jì)舟;溶解性有機(jī)質(zhì)分組及各組分對(duì)芘的生物有效性及其吸附解吸的影響研究[D];南開大學(xué);2012年

3 何盈盈;腐殖酸與多環(huán)芳烴的非共價(jià)結(jié)合機(jī)制研究[D];西安建筑科技大學(xué);2010年

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2 石鈺婷;模擬有機(jī)-礦質(zhì)復(fù)合體對(duì)TCE的吸附實(shí)驗(yàn)研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2012年

本文編號(hào)：2655038