不同分子量天然溶解性有机物的光解行为研究
不同分子量天然溶解性有机物的光解行为研究#
肯定句变否定句
曹静1,2，孟凡刚1,2，黄国城1,2，王志刚1,2**
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(1. 中山大学环境科学与工程学院 SYSU-HKUST 创新环境技术研究中心，广东广
州,510275;2. 广东省环境污染控制与修复技术重点实验室，广东广州,510275)
摘要：本文研究了三个分子量区间(0.45 μm~100 kDa,100 ~5 kDa 和 5 kDa)的天然溶解
性有机物(NOM)在不同光源下的光解行为。溶解性有机碳(DOC)和 UV254 的测试结果untilnow
表明，光解可有效地减少所有分子量区间的 NOM 总量，且 UVC 光源的存在可进一步促进god is a girl
NOM 的降解。三维荧光光谱测定结合平行因子分析，识别出 3 种类腐殖质荧光组分(C1:
UVA+UVC,C2:UVA+UVB,C3:UVC)。在光解过程中，大分子类腐殖质(5kDa)荧
光强度相对较稳定，甚至增强；小分子类腐殖质(5kDa)的荧光组分 C1 和 C2 有显著的光
解行为，且 UVC 的存在可促进这两种荧光组分的光解。三个分子量区间的
C3 组分都发生陷阱英语
了光生成现象。
关键词：天然溶解性有机物；三维荧光光谱；平行因子分析法；光解；光源
中图分类号:X5stress
Photodegradation of the size-fractionated Natural organic
matter NOM
CAO Jing1,2, MENG Fangang1,2, HUANG Guocheng1,2, WANG Zhigang1,2
1. SYSU-HKUST Rearch Center for Innovative Environmental Technology SHRCIET,
Environmental Science and Engineering School, Sun Yat-n University, Guangzhou 510275, PR
China; 2. Guangdong Provincial Key Laboratory of Environmental Pollution Control and
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Abstract:
Remediation Technology, Guangzhou 510275, PR China
In this study, the photodegradation process of the size-fractionated dissolved organic
matter 0.45μm~100kDa, 100 ~5 kDa, 5 kDa at different light sources was investigated.
Measurements of dissolved organic carbon DOC and UV254 absorbance showed that sunlight
exposure led to the decrea of NOM in all the three fractions over a 6-days period of 6 h/d irradiation,
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and the prence of UVC light in natural sunlight can speed up NOM elimination. The parallel factor
analysis PARAFAC of fluorescence excitation emission matrices EEM revealed the prence of
three humic-like components C1: UVA+UVC; C2: UVA+UVB; C3: UVC in the NOM samples. In
addition, the fluorescent components in large-size NOM fractions 5 kDa were not nsitive to
sunlight exposure, and some of which incread upon sunlight exposure. However, the C1 and C2 in
the small-size NOM fractions 5 kDa were much more susceptible to sunlight exposure, both of
which decread significantly after the 6-days incubation. But, the C3 components in all NOM
fractions were found to be photo-produced. Also, the prence of the UVC light in sunlight can
somewhat accelerate the elimination of C1 and C2 or decrea the generation of C3.
Key words:
Natural organic matter NOM; Three-dimensional excitation emission matrix
fluorescence spectroscopy(3DEEM); Parallel factor analysis PARAFAC; Photodegradation; Light
source
0 引言
天然有机物(Natural Organic Matter, NOM)是水体中的重要化学组分，对水体的化学
基金项目：高等学校博士学科点专项新教师基金(编号:204)
作者简介：曹静1989-，女，在读硕士，水体物质的荧光特性
通信联系人：孟凡刚(1980-)，男，副教授，生物膜反应器处理. E-mail: fgmeng80@126
-1-mba管理
性质、金属的迁移转化和生态系统的碳循环具有重要的作用[1-3]。NOM 在水体中的环境化学
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行为主要有生物利用、光解、吸附和沉积，由于地表水体无可避免的受到太阳光的照射，所
以光解对 NOM 的迁移和转化具有相当重要的作用[4-8]。NOM 通过吸收可见光或者紫外光被
光解，进而影响它们的环境行为[4]。
研究表明,NOM 的不同来源以及不同组分具有不同的太阳光光解潜能[4, 6, 7]，但有关不
同光源对 NOM 的光解能力影响的研究很少。紫外光的能量大于可见光，因此，紫外光对
NOM 有更大的光解潜力，不同区间的紫外光影响应当也不一样[5]。NOM 是一
笔记本维修培训种混合物，分
子量跨度区间大，介于数百到数十万道尔顿之间。不同分子量区间的 NOM 具有不同的物理
化学性质，在天然水体和水处理过程中也起到不同的作用。小分子量的 NOM 一般亲水性强,
并且容易被生物利用；而大分子量的芳香性强，因此其疏水性更强并且具有更高的吸附亲和
力[9]。目前，关于不同分子量区间 NOM 的光解行为在国内外并没有报道。
本文主要利用三维荧光光谱(Three-dimensional excitation emission matrix fluorescence
spectroscopy, 3DEEM)结合平行因子分析法(Parallel Factor Analysis, PARAFAC)对不同分
子量区间的溶解性有机物在不同光源下的光解行为进行了研究。
1 实验部分
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1.1
不同分子量区间 NOM 的制备
从国际腐殖质协会(International Humic Substances Society , IHSS)购买了萨旺尼河有机
物(Suwannee River NOM(RO isolation), SRNOM)与北欧水库有机物(Nordic Rervour NOM
(RO isolation), NRNOM)的冻干样品，分别溶解于去离子水中，搅拌均匀后用0.45 μm 的
滤膜过滤。随后，将两种 NOM 的过滤液依次经过截留分子量为 100 kDa 和5 kDa 的 PVDF
