近岸海域溶解有机质与金属离子的配位机制及溶解氧的影响特性

溶解有机质(DOM)能与金属离子配位,从而影响金属离子的毒性、迁移转化以及生物可利用性,对近岸养殖区的生态环境产生深远的影响。本文利用三维荧光光谱结合平行因子法研究了舟山近岸海域DOM的组成,采用荧光猝灭滴定并运用修正Stern-Volmer模型系统研究了DOM各荧光组分与典型的过渡金属离子Cu^(2+)、Fe^(3+)和Pb^(2+)的配位机制,并进一步研究了海水溶解氧对DOM与Cu^(2+)、Fe^(3+)和Pb^(2+)配位作用的影响。结果表明:舟山近岸海域DOM的4种荧光组分,两种类腐殖质组分(C1、C2)明显比2种类蛋白质组分(C3、C4)更易与金属离子配位;DOM与金属离子配位化合物稳定性大小依次是:Cu-DOM>Fe-DOM>Pb-DOM;此外,缺氧环境明显抑制了溶解有机质与Fe^(3+)的配位能力,但Cu^(2+)、Pb^(2+)的配位能力则几乎不受溶解氧浓度的影响。这些结果将为海水养殖水体的调控、恢复提供科学依据。

固相萃取法提取典型海水溶解有机质及其红外光谱和固态^(13)C核磁共振表征

由于海水盐度大、有机质含量低,从海水中提取和纯化克级溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)一直十分困难。基于Bond Elut PPL固相萃取小柱法进行海水DOM固体样品提取的放大试验,建立DOM自动化调酸、PPL树脂吸附技术,最后形成提纯、冷冻干燥PPL-DOM(通过PPL树脂提取的DOM)完整工艺。采用元素分析、三维荧光光谱、红外光谱和固态^(13)C核磁共振(NMR)波谱法进行样品表征。结果表明:(1)该方法对近海表层海水DOM回收率稳定在50%以上,搭建的提取装置DOM日吸附量可达230 mg;(2)鳌山湾四个季节批次PPL-DOM整体分析结果表明,样品的元素组成和光谱特征相似,表明方法适用性和稳定性较好;(3)三种水生态环境的PPL-DOM^(13)C NMR谱图显示样品的基本特征相似,以烷基碳、碳水化合物碳、芳香碳和羧基碳/酰胺碳为主,其中偶极去相(dipolar dephasing)谱显示了DOM前体化合物来源的差异。多种结果表明放大后的PPL固相萃取法可稳定提取克级DOM样品。