[發(fā)明專利]一種冰相中溶解性有機(jī)物對(duì)芘光解淬滅效應(yīng)的估算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810909006.9
• 申請(qǐng)日: 2018-08-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109100318B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛爽;張翼鵬;孫吉俊;劉強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/33
• 分類號(hào): G01N21/33;G01N30/02
• 代理公司: 沈陽(yáng)杰克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21207
• 代理人: 鄭賢明

一種冰相中溶解性有機(jī)物對(duì)芘光解淬滅效應(yīng)的估算方法，具體為：1)DOM的選擇和提取；2)進(jìn)行DOM的紫外吸收光譜測(cè)定；3)進(jìn)行冰相中芘的直接光解實(shí)驗(yàn)；4)進(jìn)行冰相中芘與DOM共存時(shí)的直接光解光解實(shí)驗(yàn)；5)DOM對(duì)芘光解的淬滅效應(yīng)計(jì)算；分析DOM的ā_250?280與其對(duì)芘光解的淬滅因子Q_λ之間的相關(guān)性。通過(guò)上述步驟，本發(fā)明提供了一種估算準(zhǔn)確、反應(yīng)迅速、操作簡(jiǎn)單的冰相中溶解性有機(jī)物對(duì)芘光解淬滅效應(yīng)的估算方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光降解領(lǐng)域，具體地涉及冰相中溶解性有機(jī)物(DOM)對(duì)芘光解淬滅效應(yīng)的估算。

背景技術(shù)

我國(guó)北方地區(qū)每年11月份地表水體水面開(kāi)始結(jié)凍，約在11月下旬水面形成冰蓋，進(jìn)入冰封期。隨著河流的結(jié)冰，水體中一部分污染物質(zhì)被凍結(jié)在冰層中。由于冰的特殊性質(zhì)，相對(duì)于流動(dòng)性的大氣和水體，污染物在冰相內(nèi)部的物理遷移過(guò)程、常規(guī)的化學(xué)反應(yīng)以及微生物作用相對(duì)較弱，而光化學(xué)作用則表現(xiàn)出特殊的重要性。光化學(xué)作用是環(huán)境中污染物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化的重要途徑。

芘是多環(huán)芳烴(PAHs)的典型代表，在自然界廣泛存在。PAHs具有致癌性、致畸性、致突變性，其生物的有效性部分可通過(guò)食物鏈富集和傳遞，最終影響到人類健康，并逐漸變?yōu)槿藗兤毡殛P(guān)注的優(yōu)先監(jiān)測(cè)污染物。微生物降解和揮發(fā)是水和土壤中低分子量PAHs的主要去除過(guò)程，而四環(huán)或四環(huán)以上的PAHs因其水溶性差難于被生物降解。PAHs的離域大π鍵可以吸收太陽(yáng)光的可見(jiàn)(400～700nm)和紫外(290～400nm)部分。因此，光降解作為環(huán)境中PAHs轉(zhuǎn)化的一種重要途徑而受到廣泛重視。DOM因其特殊的光化學(xué)性質(zhì)可以顯著的影響共存污染物的光化學(xué)行為，被稱為是水中的微反應(yīng)器。因此，在有機(jī)污染物光化學(xué)行為的研究中，DOM成為了一個(gè)必要的考察因素。

DOM是芳香族化合物和脂肪族化合物的復(fù)雜混合物，腐殖酸和富里酸是DOM的兩種主要成分，也是關(guān)注度最高的成分，含有大量的氨基、羧基、羰基和羥基等基團(tuán)，分子量在幾千到十萬(wàn)之間，分子量較小的DOM通過(guò)氫鍵等作用結(jié)合起來(lái)，形成更為復(fù)雜的分子。DOM對(duì)污染物光解的影響非常復(fù)雜，涉及到多種不同機(jī)制，且對(duì)于不同的污染物來(lái)說(shuō)機(jī)制也不同。從表觀效應(yīng)來(lái)看，DOM對(duì)污染物光解的影響可分為兩大類：促進(jìn)機(jī)制和抑制機(jī)制。DOM促進(jìn)污染物光解主要和DOM可以導(dǎo)致污染物發(fā)生間接光解有關(guān)。DOM在光照下可以吸收光子躍遷到激發(fā)態(tài)，然后通過(guò)系間穿越生成激發(fā)三線態(tài)(³DOM*)，³DOM*可以與污染物分子發(fā)生能量轉(zhuǎn)移或電子轉(zhuǎn)移導(dǎo)致其分解。除³DOM*的敏化機(jī)制外，由³DOM*與溶解氧、水分子等反應(yīng)產(chǎn)生的活性氧物種(ROS)引發(fā)的污染物的光氧化反應(yīng)也是DOM促進(jìn)污染物光解的重要機(jī)制。其中單線態(tài)氧(¹O₂)、羥基自由基(·OH)被認(rèn)為是天然水體中參與污染物降解的最重要的兩種活性氧物種。另一方面，DOM的結(jié)構(gòu)中具有很多共軛發(fā)色團(tuán)，可與有機(jī)污染物發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)光吸收作用而抑制其光解。DOM還可以與污染物分子發(fā)生結(jié)合作用，從而抑制其光解行為。

為了解冰相中DOM對(duì)芘光解的影響，需進(jìn)行光降解實(shí)驗(yàn)并檢測(cè)芘的濃度變化。并且DOM對(duì)冰相中芘光解的促進(jìn)作用和抑制作用往往同時(shí)存在。如果促進(jìn)作用大于抑制作用，光降解實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到的DOM對(duì)芘光解的表觀影響為芘光解速率升高；如果抑制作用大于促進(jìn)作用，表觀影響為芘光解速率降低，但光解速率的表觀降低值小于實(shí)際上的抑制作用，因?yàn)橥瑫r(shí)還存在由于DOM的促進(jìn)作用所導(dǎo)致的芘光解速率的升高。因此，開(kāi)發(fā)一種新方法估算冰相中DOM對(duì)PAHs光解的淬滅效應(yīng)非常有必要。

發(fā)明內(nèi)容