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看不見的“溶解性有機質”

2023-12-20 09:54:08

溶解性有機質(Dissolved Organic Matter,DOM)是指***切溶于水中的有機化合物,通常指能通過0.45μm濾膜的溶解于水、酸或堿的異質碳氫混合物,具有復雜組成、結構和環境行為。DOM廣泛存在于河流、湖泊、地下水和海洋等各種天然水環境中。DOM在各種生物地球化學循環中都扮演著不可或缺的角色,自然界可以自發產生DOM,而人類生活及工業發展也會合成產生DOM。DOM作為環境中***為活躍的化學成分之***,對污染物(如重金屬和有機污染物等)的環境行為和生物有效性均產生重要影響。


圖1 溶解性有機物參與地球化學循環(圖源來自網絡)
可用于表征DOM的技術非常多,而光譜技術則是***常用的***種技術。我們可以根據不同的光譜特性將DOM分為兩類——有色溶解性有機質(CDOM)和熒光溶解性有機質(FDOM)。而紫外-可見吸收光譜、三維熒光光譜結合平行因子分析的技術目前被廣泛應用于檢測多介質環境中的DOM。其中,三維熒光具有靈敏度高、不破壞樣品、選擇性好等優點。耦合平行因子分析技術可以定量表征DOM的組成,同時還能反應DOM的來源。紫外可見分光光度計則可以提供有關芳香性、來源和反應活性等豐富的DOM信息。



DOM的紫外-可見吸光特性



在不同環境中的DOM的來源和組成會存在差異,但由于其結構中各活性官能團吸收光譜的相互重疊,以及結構中電子供受體間的相互作用,形成了相似的紫外-可見吸光特征。***般來說,波長越大,DOM的吸光度越小,吸收光譜峰形寬且鈍。DOM的紫外-可見吸光系數的變化規律可用以下公式計算:

其中,αλ為波長λ處的DOM吸光系數,m-1;αλref為波長λref處的DOM吸光系數,m-1;S為吸光曲線的光譜斜率,nm-1。




DOM的熒光特性



DOM中的部分具有熒光特性,通常稱為FDOM。FDOM的熒光量子產率通常在0.1%~2.0%之間,并且隨DOM分子量的增大而減小,這主要是由分子間和分子內的熒光淬滅作用所引起。熒光光譜屬于典型的指紋光譜, 能表征豐富的DOM組成和結構信息。

表1 CDOM與FDOM的主要光譜示蹤參數

溶解性有機質的表征(紫外可見吸收和熒光光譜)廣泛應用于研究其在水環境中的存在狀態和環境行為,也是監測水處理過程中有機質去除效果的重要手段。在復雜的生物地球化學系統中,綜合運用多種新技術、新方法是DOM來源解析研究的發展趨勢。

(文章來源于互聯網)

(來源:


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