土壤溶解性有机质对有机污染物(菲)光解的影响(3)

综上所述,DOM光解行为对环境中与其共存的有机污染物的光化学反应的作用分促进和抑制两种。DOM作为光敏剂诱导产生自由基,因其具有强氧化性,能够分


综上所述,DOM光解行为对环境中与其共存的有机污染物的光化学反应的作用分促进和抑制两种。DOM作为光敏剂诱导产生自由基,因其具有强氧化性,能够分解环境中的污染物,有促进其发生光解反应的作用;此外,DOM自身能光解,通过吸收太阳照射到地面上的光,与有机污染物形成竞争,削弱有机污染物的光降解,或与污染物相结合,影响污染物的光化学反应。DOM对有机污染物光解的影响是促进还是抑制要视DOM的组成、形成境况及化合物自身的性质等决定。

1.5 土壤DOM对有机污染物环境行为影响的研究进展

目前,土壤DOM影响土壤有机污染物环境行为的研究大致聚集在污染物吸附、光降解、迁移转化、生物有效性等方面。早期研究显示,农药属于疏水性的脂溶性有机化合物,当土壤中施入有机物料使土壤有机质含量升高时,可提供更多的吸附位点,增强其固定作用,该发现可应用于减少农药随地表径流污染环境的措施中 [12]。大多数探究阐明,DOM对有机污染物的效应与两者本身属性及其相互作用有关,Henry经实验得出DOM是溶液中多种有机化合物以芳香族化合物为核心通过氢键聚合而成的三维微聚体,内部构成疏水孔区,使得疏水性有机污染物更易吸附,且溶解性有机质中高分子组分,如胡敏酸等含量越高,与疏水性化合物的结合能力就越强[13],有机污染物吸附能力的强弱与其迁移转化行为有着密切的联系,土壤体系中的DOM对有机污染物在土壤中的固定量存在两方面作用 [14],针对这一现象,凌婉婷等认为一方面DOM是土壤中非常活跃的成分,能附着在土壤表面,提高土壤腐殖质含量,从而使土壤表面的吸着点增加,增大对污染物的固定量[15];此外,DOM与土壤有机污染物争夺附着点,使得有机污染物的在土壤中的固定量减少[15]。土壤内源与外源DOM对污染物吸附的影响机制不同,高彦征等发现,土壤内源溶解性有机质阻碍多环芳烃(菲)的吸附,而外来DOM的含量高低将影响菲的吸附,且与吸附量成负相关。

另外,土壤DOM对部分有机污染物的光解有一定促进作用[6],增强土壤有机污染物的光解能力。钱黎慧等研究了有机污染物(菲)在硅酸盐矿物上的吸附和光解行为,发现以石英砂作对照与菲在次生硅酸盐矿物上的吸附与光解的关系为随着菲浓度的增大,吸附量从大到小依次为蒙脱石、高岭石和石英砂,而其光降解去除率却与之相反,即石英砂的去除率最快,蒙脱石最慢,与避光处理相比较,光辐射对液相和固相状态中菲的降解有显著的促进作用[16]。但也有不少研究发现土壤DOM阻碍污染物的光解,孙兴霞等发现富里酸影响磺胺类抗生素的光解,且对含不同R基的磺胺甲噁唑和磺胺二甲基嘧啶的效应不同,当富里酸含量较高时能促进磺胺二甲基嘧啶的光解,反之含量低则不利于光解,而对于磺胺甲噁唑,富里酸含量较低时更利于其光解[17]。

1.6 研究思路及内容

土壤有机质结构复杂,土壤有机污染物的降解不仅由污染物自身结构属性、化学组成等决定,也受土壤各理化因子的影响,特别是含量较少但极为活跃的土壤DOM对其的作用十分显著。有机污染物的光解作为其重要的降解途径,研究有机污染物光解反应的影响因素在环境有机污染物治理修复工作中有着重要的意义,且溶解性有机质分布广泛、结构复杂且特殊、化学性质活跃,在土壤中起着关键性的效用。

因此,本课题旨在研究土壤DOM对有机污染物光降解的效用情况。选择多环芳烃(菲)作为有机污染物的代表,形成环境不同的溶解性有机质其结构、性质等方面存在较大差异,所以本研究拟用6种不同来源的溶解性有机质,材料分别来源于白土、黑土、玉米秸秆及有机肥,分别提取出白土与黑土之中的富里酸及胡敏酸,玉米秸秆和有机肥中的水溶性有机质,利用高压汞灯模拟自然光进行光解实验,在研究不同环境中的DOM对有机污染物光降解行为的影响的基础上,通过紫外-可见光谱分析各来源溶解性有机质的结构特性,探究分析产生不同影响的原因。