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溶解有机物光降解过程中数均分子量及其相关参数的变化

作　者: 周璇
导　师: 李先国
学　校: 中国海洋大学
专　业: 海洋化学
关键词: 溶解有机物 DOM 光降解尺寸排阻色谱数均分子量
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

海洋中的溶解有机物(Dissolved Organic Matter,DOM)不仅能够结合粘土颗粒,而且也能结合对环境和生态有重要影响的重金属离子和有机污染物,从而改变它们的迁移、生物可利用性和毒性。DOM具有显著的光化学活性,其光降解不仅可产生具有环境和生物学意义的降解产物(如CO、CO2、NH3、CH4、甲醛、乙醛等),而且可以改变DOM本身的化学组成和结构,从而引起DOM与污染物之间结合能力的改变。因此,DOM的光化学降解一方面在碳、氮等生源要素的生物地球化学循环中扮演着非常重要的角色,另一方面也是影响其本身和其它污染物的环境生态效应的重要过程。本论文以美国Suwannee河NOM为研究对象,通过实验室模拟太阳光照射条件,研究了DOM在光降解过程中相关参数(介质pH、A320、DOC浓度)及DOM数均分子量的变化,考察了环境参数(光照强度、溶液介质、温度、溶解氧和铜离子浓度)的影响。主要结论和认识如下:1、光照强度提高导致DOM光解加速,结果是介质pH、A320、DOC浓度和数均分子量下降更快;部分难降解DOM只有在光强较高时才能被降解,其存在导致光降解后期数均分子量的下降趋势变缓。2、DOM光降解过程中酸性中间产物的生成总体上导致体系pH降低,但由于海水是天然缓冲体系,其pH影响不大;天然海水本身所含物质(特别是光活性物质)和溶液介质效应共同作用的结果,导致天然海水体系DOM光降解过程中DOC浓度和数均分子量下降最快最显著,而A320下降较慢。3、在所考察范围内,温度对DOM降解速率影响不大,对DOC浓度和DOM数均分子量的下降影响很小;但有可能改变反应途径,导致低温下酸性中间产物难于进一步降解,从而使介质pH和A320下降幅度反而更大。4、溶解氧浓度越高,介质pH、A320、DOC浓度和DOM数均分子量的下降越快,降解后期影响尤其更大,表明光氧化是DOM降解的重要途径,其速率要高于直接光解的。5、由于与铜离子一同加入的硝酸根离子对DOM光解具有促进作用,且铜离子不仅与DOM而且与降解过程中生成的小分子有机酸发生络合(或螯合)作用,因此虽然pH、A320和DOC下降更显著,但DOM数均分子量的下降趋势却变缓。

溶解有机物光降解过程中数均分子量及其相关参数的变化

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