淡水環(huán)境中溶解性有機(jī)物及其與Cu2+相互作用——熒光光譜學(xué)研究.pdf

1、自20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)各種天然水體（如海洋、河流、湖泊、地下水等）中的溶解有機(jī)物（DOM）進(jìn)行了卓有成效的研究。DOM在水生生態(tài)環(huán)境中具有許多重要功能：如光合作用，初級(jí)生產(chǎn)力，氧和CO2循環(huán)以及氣-液交換等。在湖泊生態(tài)系統(tǒng)中，DOM對(duì)湖泊系統(tǒng)各種物理、化學(xué)和生物過(guò)程都能夠產(chǎn)生影響：它是湖泊異養(yǎng)型微生物所需能源的主要提供者；是湖泊水體 pH的調(diào)節(jié)劑和控制因素；能夠與金屬離子及憎水性有機(jī)污染物相互作用，從而影響其遷移轉(zhuǎn)化、毒性

2、以及生物可利用性等。因此，研究天然水體中溶解有機(jī)質(zhì)的來(lái)源、結(jié)構(gòu)、組成等對(duì)揭示其本身的或污染物質(zhì)的環(huán)境地球化學(xué)行為和生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，了解污染機(jī)理和建立污染預(yù)測(cè)模型等具有重要意義。
　　本論文通過(guò)選擇這一國(guó)際前沿科學(xué)領(lǐng)域，主要運(yùn)用三維熒光光譜儀、紫外-可見(jiàn)分光光度儀、熒光猝滅滴定等分析化學(xué)方法和手段對(duì)對(duì)武漢市內(nèi)最大的淡水湖—東湖及其周邊五湖：嚴(yán)西湖、嚴(yán)東湖、北湖、楊春湖和沙湖所形成的“大東湖水網(wǎng)”進(jìn)行研究，并將近年來(lái)較先進(jìn)的平行因子分析

3、法（PARAFAC）和 Ryan-Weber模型運(yùn)用在數(shù)據(jù)分析中。
　　研究結(jié)果表明：（1）東湖水體DOM的三維熒光光譜具體包括三類(lèi)熒光組分，分別是類(lèi)色氨酸的熒光組分（C1）、類(lèi)酪氨酸的熒光組分（C2）以及類(lèi)富里酸的熒光組分（C3）。各熒光組分熒光強(qiáng)度的貢獻(xiàn)率依次47.94％、38.81％以及13.25％。類(lèi)蛋白質(zhì)物質(zhì)含量高達(dá)86.75％，說(shuō)明東湖水體污染嚴(yán)重。（2）東湖總熒光強(qiáng)度在空間分布上呈現(xiàn)“平緩-升高”的趨勢(shì)，湖心的污染相

4、較湖邊區(qū)域的污染較輕，東湖整體污染情況與區(qū)域性相關(guān)不大，主要體現(xiàn)在點(diǎn)源污染上，污染最嚴(yán)重位于水果湖交匯口處。（3）東湖水體DOM的總體熒光強(qiáng)度與C1組分（類(lèi)色氨酸）、C2組分（類(lèi)酪氨酸）的熒光強(qiáng)度均與紫外吸光度、總N濃度和總P濃度有一定的線性相關(guān)，C3組分（類(lèi)富里酸）則不存在類(lèi)似的線性相關(guān)性。表明東湖水體DOM的類(lèi)蛋白質(zhì)熒光團(tuán)于其發(fā)色團(tuán)之間在結(jié)構(gòu)上有很密切的內(nèi)在聯(lián)系，而類(lèi)富里酸熒光團(tuán)則不是DOM發(fā)色團(tuán)的主要成分。（4）水體DOM總熒光強(qiáng)

5、度隨著Cu離子濃度的升高有明顯的下降趨勢(shì)，C1組分和C2組分有一定程度的下降，C3組分的熒光強(qiáng)度的下降趨勢(shì)則相對(duì)較緩；C1組分（類(lèi)色氨酸）、C2組分（類(lèi)酪氨酸）與Cu離子配位條件穩(wěn)定常數(shù)明顯高于C3組分（類(lèi)富里酸），類(lèi)蛋白質(zhì)物質(zhì)是金屬離子的強(qiáng)配位體，類(lèi)富里酸物質(zhì)則相對(duì)較弱。（5）楊春湖水體中總體DOM與Cu離子配位條件穩(wěn)定常數(shù)最高，表明楊春湖水體污染最為嚴(yán)重，DOM含量最高，與Cu離子發(fā)生絡(luò)合最多，金屬離子的遷移性、毒性和生物可利用性更