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

1、自20世紀90年代以來，國內外學者對各種天然水體（如海洋、河流、湖泊、地下水等）中的溶解有機物（DOM）進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，初級生產力，氧和CO2循環(huán)以及氣-液交換等。在湖泊生態(tài)系統(tǒng)中，DOM對湖泊系統(tǒng)各種物理、化學和生物過程都能夠產生影響：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的調節(jié)劑和控制因素；能夠與金屬離子及憎水性有機污染物相互作用，從而影響其遷移轉化、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質的來源、結構、組成等對揭示其本身的或污染物質的環(huán)境地球化學行為和生態(tài)環(huán)境效應，了解污染機理和建立污染預測模型等具有重要意義。
　　本論文通過選擇這一國際前沿科學領域，主要運用三維熒光光譜儀、紫外-可見分光光度儀、熒光猝滅滴定等分析化學方法和手段對對武漢市內最大的淡水湖—東湖及其周邊五湖：嚴西湖、嚴東湖、北湖、楊春湖和沙湖所形成的“大東湖水網”進行研究，并將近年來較先進的平行因子分析

3、法（PARAFAC）和 Ryan-Weber模型運用在數據分析中。
　　研究結果表明：（1）東湖水體DOM的三維熒光光譜具體包括三類熒光組分，分別是類色氨酸的熒光組分（C1）、類酪氨酸的熒光組分（C2）以及類富里酸的熒光組分（C3）。各熒光組分熒光強度的貢獻率依次47.94％、38.81％以及13.25％。類蛋白質物質含量高達86.75％，說明東湖水體污染嚴重。（2）東湖總熒光強度在空間分布上呈現“平緩-升高”的趨勢，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)域性相關不大，主要體現在點源污染上，污染最嚴重位于水果湖交匯口處。（3）東湖水體DOM的總體熒光強度與C1組分（類色氨酸）、C2組分（類酪氨酸）的熒光強度均與紫外吸光度、總N濃度和總P濃度有一定的線性相關，C3組分（類富里酸）則不存在類似的線性相關性。表明東湖水體DOM的類蛋白質熒光團于其發(fā)色團之間在結構上有很密切的內在聯系，而類富里酸熒光團則不是DOM發(fā)色團的主要成分。（4）水體DOM總熒光強

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