【摘要】：隨著十八屆三中全會(huì)的召開,中國(guó)正式進(jìn)入2.0時(shí)代,如今的中國(guó)以工業(yè)產(chǎn)值進(jìn)行計(jì)算,中國(guó)已經(jīng)成為全球最大的工業(yè)國(guó)。城市汽車尾氣、大量化石燃料燃燒及固體廢棄物的處理不當(dāng)?shù)葼顩r,造成了大量的有機(jī)廢物(HOCs)進(jìn)入環(huán)境介質(zhì)中,PAHs屬于典型有機(jī)廢物,具有“三致效應(yīng)”和遺傳毒性,并且因其憎水性,能夠在環(huán)境介質(zhì)中不斷累積,能夠?qū)θ祟愒斐刹豢珊鲆暤纳钸h(yuǎn)影響。溶解性有機(jī)質(zhì)(Dissolved organic matter,DOM)由動(dòng)植物殘?bào)w經(jīng)過一系列腐爛礦化過程形成的組成和結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì),對(duì)于各種生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)具有不可忽視的作用。研究表明,DOM與HOCs能夠產(chǎn)生復(fù)雜的結(jié)合作用和吸附行為,能夠降低HOCs的濃度,同時(shí)對(duì)PAHs這類有機(jī)廢物的分布、遷移、轉(zhuǎn)化、光降解和生物降解以及生物毒性等都具有重要作用。目前大部分研究主要集中HOCs在水介質(zhì)中的光降解,忽略了對(duì)冰相條件下的光降解研究。與流動(dòng)性的大氣、水體等環(huán)境介質(zhì)相比較,污染物在冰體內(nèi)的物理遷移過程、常規(guī)化學(xué)反應(yīng)以及微生物作用都相對(duì)較弱,反而光化學(xué)作用卻表現(xiàn)出顯著作用。研究冰相中不同來源DOM對(duì)PAHs的光降解影響,不僅有助于了解冰相中DOM的光化學(xué)性質(zhì),而且了解寒冷環(huán)境下的碳生物地球化學(xué)也具有重要意義。本文通過以來自于水源和陸源兩大類的DOM,水源DOM:Suwannee River Fulvic Acid Standard II(SRFA)、Upper Mississippi River NOM(UMRN);來源于陸源DOM:Elliott Soil Humic Acid Standard IV(ESHA)、Leonardite Humic Acid Standard(LHA)以及典型多環(huán)芳烴的代表蒽和芘為研究對(duì)象,利用125 W自鎮(zhèn)流高壓汞燈為模擬光源進(jìn)行室內(nèi)模擬光解實(shí)驗(yàn),探究冰相下溶解性有機(jī)物對(duì)蒽和芘光降解的影響。利用高效液相色譜、紫外光譜與熒光光譜以及同步熒光法綜合分析,得到溶解性有機(jī)物在冰相中對(duì)蒽和芘光解影響的相關(guān)結(jié)論如下:冰相中蒽和芘均可以發(fā)生直接光降解,同時(shí)當(dāng)DOM與蒽和芘混合光解時(shí),DOM會(huì)對(duì)蒽和芘產(chǎn)生光屏蔽效應(yīng)。水源DOM和陸源DOM的明顯區(qū)別在于紫外吸收能力方面,尤其在230-500nm區(qū)間,陸源DOM的紫外吸收能力強(qiáng)于水源DOM。整體來看,不同來源的天然DOM在冰相中對(duì)污染物的影響程度以及作用效果并不相同,水源DOM在冰相中對(duì)污染物的影響程度小于陸源DOM在冰相中對(duì)污染物的影響程度。在冰相中不同來源DOM對(duì)污染物的光解抑制機(jī)制整體以光屏蔽效應(yīng)為主。冰相中不同來源DOM對(duì)蒽與芘的光解促進(jìn)機(jī)制中·OH促進(jìn)效果高于~1O_2。不同來源DOM的分子結(jié)構(gòu)等不同,直接導(dǎo)致同一活性氧物種在不同DOM中對(duì)同一污染物的促進(jìn)效果存在顯著差異,同一活性氧物質(zhì)在冰相光解過程中對(duì)芘的促進(jìn)效果強(qiáng)于蒽的促進(jìn)效果。從兩種活性氧物質(zhì)的貢獻(xiàn)程度來看,陸源DOM所具有的的發(fā)色基團(tuán)含量明顯高于水源DOM。通過考察發(fā)現(xiàn),在冰相中DOM對(duì)污染物降解的促進(jìn)作用機(jī)制仍然主要依賴于活性氧物質(zhì)的貢獻(xiàn)程度。在抑制機(jī)制中的淬滅作用程度分析中,從熒光光譜圖中發(fā)現(xiàn)當(dāng)DOM加入后蒽和芘的熒光強(qiáng)度均發(fā)生了降低,但降低程度不同。4種不同來源DOM對(duì)蒽和芘均產(chǎn)生了淬滅作用,并且相同DOM對(duì)蒽的激發(fā)態(tài)淬滅程度明顯高于對(duì)芘的激發(fā)態(tài)淬滅。當(dāng)光解過程DOM對(duì)污染物的淬滅程度越大時(shí),表觀光解常數(shù)越小,抑制程度越強(qiáng)。從結(jié)合常數(shù)角度分析,對(duì)于蒽來說,·OH在冰相中對(duì)DOM與污染物的結(jié)合作用影響并不顯著。對(duì)于芘來說,由于~1O_2減弱DOM的芳香性,進(jìn)而間接減弱分子的極性,所以可以減小DOM與蒽和芘的結(jié)合能力,降低淬滅作用效果,其中~1O_2對(duì)水源DOM影響程度稍強(qiáng)于陸源DOM�！H對(duì)于芘在冰相中光解來說,是可以起到很好的促進(jìn)作用,并且該促進(jìn)作用強(qiáng)于DOM對(duì)其淬滅作用。兩種水源DOM在與蒽和芘光解過程中,靜態(tài)淬滅相較于動(dòng)態(tài)淬滅而言更明顯;而對(duì)于另外兩種陸源DOM,動(dòng)態(tài)淬滅更為突出。整體分析來看,對(duì)于多環(huán)芳烴這種污染物來說,在冰相中DOM對(duì)其光解的淬滅作用應(yīng)為動(dòng)靜態(tài)聯(lián)合淬滅機(jī)制。在紫外指標(biāo)分析過程中,SUVA與a_(254)和E_(ET)/E_(BZ)之間均存在顯著相關(guān),其中對(duì)于芘來說E_(ET)/E_(BZ)和a_(254)存在極顯著相關(guān)性。由此可見,冰相中DOM對(duì)蒽和芘的光解過程,取代程度和自然取代可能性與含C=C和C=O的芳香族化合物含量以及DOM的芳香程度和腐殖化程度具有很好的相關(guān)性。與DOM共存條件下冰相中芘的表觀光解速率常數(shù)與DOM的SUVA值具有極顯著正相關(guān)性(P0.01)。冰相中不同來源DOM對(duì)芘光解影響過程中,DOM對(duì)芘光解影響程度與DOM的碳含量、芳香程度以及腐殖化程度相同,DOM腐殖化程度或者芳香程度越高,DOM對(duì)污染物的抑制程度越強(qiáng)。
【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】：2019
【分類號(hào)】：X142;X505
【圖文】：

圖 0-1 PAHs 主要環(huán)境行為示意圖對(duì)于 PAHs 的研究涉入較早，前期的研究表明，Zepp 等人考察了 12 常溫下在水中的光解反應(yīng)，并得出 PAHs 的光解均遵循一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力大多數(shù)的 PAHs 光解的半衰期小于 24h，由此便得出光解是 PAHs 在

圖 1-1 室內(nèi)模擬光解實(shí)驗(yàn)反應(yīng)裝置圖擬光解實(shí)驗(yàn)：將自制光解反應(yīng)裝置(實(shí)驗(yàn)裝置圖見圖 1-1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境冰柜中，移取光解液 20 ml 于培養(yǎng)皿中(培養(yǎng)皿將培養(yǎng)皿安置到光解反應(yīng)裝置的圓形架物臺(tái)上，125 W 高

圖 1-2 蒽和芘標(biāo)準(zhǔn)溶液同步熒光光譜圖上圖可以看出蒽與芘在熒光檢測(cè)中表現(xiàn)出了很強(qiáng)的熒光特性濃度形成一定的比例，由此可以得到：蒽的同步熒光7x，R2=0.9972，熒光特征峰 248.15 nm；芘的同步熒光

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2777866