原位觀測水中PAHs、DOM及其相互作用方法研究.pdf

1、PAHs是分布最廣,數(shù)量最多的一類環(huán)境致癌物。DOM通過與PAHs相互作用以及自身的理化性質(zhì),極大地影響著溶解態(tài)PAHs的分布、遷移和轉(zhuǎn)化。對多組分溶解態(tài)PAHs濃度水平及其與DOM的相互作用以及兩者的環(huán)境行為的研究是開展環(huán)境中PAHs生物修復(fù)、生態(tài)毒性和環(huán)境風(fēng)險評價的關(guān)鍵。用熒光猝滅法研究DOM和PAHs相互作用,要求發(fā)展多組分熒光混合物檢測方法,要求建立DOM指示物—CDOM的高靈敏度表征方法。本論文針對現(xiàn)有方法的不足和實際環(huán)境測定

2、的特殊要求,立足水體中溶解態(tài)PAHs、HA和CDOM三維熒光特性研究,建立多組分溶解態(tài)PAHs的雙波長熒光測定法、雙波長熒光猝滅法,CDOM熒光和吸收現(xiàn)場檢測技術(shù)。主要內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　 (一)建立了同時測定水體中茚、萘、菲三組分溶解態(tài)PAHs的雙波長熒光法。利用三維熒光譜確定茚、萘、菲的最佳測量點為A(λex250.0 nm,λem308.0 nm)、B(λex225.0 nm,λem335.0 nm)、C(λex250.

3、0 nm,λem364.0 nm:萘和菲相應(yīng)的最佳參比波長分別為292.5 nm和286.7 nm。所建方法用于水體中茚、萘、菲的同時測定,其線性范圍分別為:2.00×10-7-2.00×10-5mol/L、5.00×10-8-3.50×10-6mol/L和1.00×10-8-1.00×10-6 mol/L;檢出限分別為:8.63x10-9mol/L、1.01×10-8mol/L和5.29×10-10mol/L;相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為:1.

4、1％、1.0％和0.7％(n=7)。方法用于合成樣和自來水樣的測定,結(jié)果令人滿意。
　　 (二)考察了HA和Py水溶液體系的光譜特性,結(jié)合雙波長熒光法建立了雙波長熒光猝滅法,用以測定HA和Py的結(jié)合常數(shù)。利用三維熒光確定Py的兩個熒光峰A點(333.0 nm,391.0 nm)和B點(333.0 nm,374.0 nm)為測量點,其相應(yīng)參考點分別為a(342.0 am,516.0 nm)和b(342.0 nm,540.0 nm)

5、。所建方法在兩個測量點測得HA與Py的logKoc分別為4.91和4.96,相應(yīng)的相對偏差分別為0.73％和0.20％。與傳統(tǒng)的扣空白法的熒光猝滅法相比,兩種方法在兩個測量點所得結(jié)果的相對偏差分別為:0.00％和0.40％。所建方法無需額外配制HA單組分水溶液,既可實現(xiàn)對水體中的Py和HA結(jié)合常數(shù)的直接測定,所得結(jié)果無顯著性差異,方法省時、省力且平行性較好。
　　 (三)對實驗室內(nèi)菌和藻培養(yǎng)液、廈門近岸咸淡水體、不同鹽度的九龍江

6、海水樣、不同深度的南中國海海水樣中CDOM的EEMs熒光特性進行了調(diào)查分析。結(jié)果表明:不論是純菌還是菌藻混合體系,均有可能產(chǎn)生類腐殖質(zhì)和類蛋白熒光;相對于純菌體系,菌藻混合體系中所有熒光峰均出現(xiàn)藍移。廈門近岸水體中CDOM的C/M熒光峰的最大激發(fā)波長為330 nm,相對于實驗室內(nèi)菌和藻培養(yǎng)液出現(xiàn)了紅移;芙蓉湖水中A峰位置與菌液相近,而其他三種水體則與藻液相似。九龍江口海水樣中CDOM隨著鹽度的增加,幾個主要熒光峰位置基本不變,而信號強度

7、則逐漸下降;其中A峰的最大發(fā)射波長約為420 nm,介于菌液和藻液之間,而C/M峰最大激發(fā)波長與廈門近岸水體一致,表明陸源輸入是該區(qū)域CDOM的主要來源。藻液中F450:F500值約為1.9,主要為生物來源,而九龍江口水樣F450:F500值均接近1.4,印證其來源為陸源輸入。南中國海海水中CDOM熒光值均較弱,T峰幾乎觀測不到,而A峰和C/M峰則沒有形成極大值。
　　 (四)針對常規(guī)熒光法測定CDOM因熒光峰峰位置的偏移可能導(dǎo)

8、致測定結(jié)果有偏差,建立船載現(xiàn)場10-AU現(xiàn)場熒光儀的CDOM熒光分析法,檢測限為0.077 QSU,線性范圍可達0.3-30.0 QSU。測定結(jié)果與常規(guī)方法相比,t檢驗結(jié)果中的t值小于統(tǒng)計學(xué)臨界值2.78,且sig.=0.174(2-tailed)>0.1,表明兩者無顯著差異。該方法應(yīng)用于廈門大學(xué)海洋生物地球化學(xué)創(chuàng)新群體2007年南中國海夏季航次(歷時約1個月),現(xiàn)場獲取43個站位400多個低濃度CDOM的數(shù)據(jù),結(jié)果令人滿意。嘗試將Fl

9、uovision熒光測定系統(tǒng)用于九龍江口CDOM的現(xiàn)場測定。通過與三維熒光光譜和常規(guī)熒光法測定結(jié)果比較發(fā)現(xiàn),使用該系統(tǒng)可以實現(xiàn)中的CDOM類蛋白質(zhì)和類腐殖質(zhì)的同時現(xiàn)場原位測定。
　　 (五)針對天然水體中溶解有機物吸收和熒光現(xiàn)場同時測定中存在的問題,對特納10-AU現(xiàn)場熒光儀進行了改進,在不破壞原有儀器結(jié)構(gòu)的前提下,實現(xiàn)其吸收光譜測定功能。改進型儀器測定重鉻酸鉀和高錳酸鉀水溶液的靈敏度較Cary100紫外可見分光光度計分別提高約