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溶解性有机质对砷形态及藻类有效性的影响

董丽娴  
【摘要】: 砷(As)广泛存在于自然环境中,它的存在形态及迁移转化过程决定了其生物有效性,并受到溶解性有机质(DOM)、水合金属氧化物等因素的影响。本文通过建立适合砷元素形态分析的HPLC-HG-AAS分析方法,结合紫外/可见光谱、荧光发射光谱、三维荧光光谱等手段研究了水中溶解性有机质与砷之间的相互作用,并探讨了pH、光照、微生物、温度、DOM来源等各种因素的影响;研究了DOM与砷在无定形水合氧化铁上的竞争吸附过程,并对砷的藻类有效性进行了有益的探讨,初步取得了一些研究成果。 首先,以商品化腐殖酸为研究对象研究了DOM对砷的吸附作用,研究证明,DOM能吸附As(V),并能将部分As(V)还原为As(III);环境因素对这种相互作用也有很大影响,不同pH条件下DOM对As的作用不同,在中性条件下砷与DOM结合量较酸性和碱性条件下少;光照的存在、微生物的存在能够抑制DOM对As的还原作用;温度越低,DOM:对As(V)的作用程度越低;DOM同As的作用还同砷的加入量有正相关关系;来源不同的四种DOM都能与砷发生相互作用,加入As(III)和As(V)都能使DOM的荧光强度削弱。 其次,研究了砷和DOM在无定形水合氧化铁上的竞争吸附过程,结果表明:无定形水合氧化铁对As(III)、二甲基砷(DMA)、一甲基砷(MMA)和As(V)都具有强烈的吸附作用;DOM既能与两种无机砷形态结合,使溶液中自由溶解态As(III)和.As(V)减少,并具有一定的氧化作用,使As(III)转化为As(V);DOM与砷能在无定形水合氧化铁表面产生竞争吸附,使砷形态在其表面的吸附量减少。 再次,利用ToxY-PAM和ehyto-PAM两种仪器,研究了砷对藻类光合作用的效应,通过对藻类的抑制率曲线的研究发现,As(III)和As(V)对小球藻的光合作用无明显急性毒性;As(III)和As(V)对藻类的毒性因物种而异。对于小球藻来说,As(III)和As(V)的加入对藻的光合作用并没有严重阻碍;对于铜绿微囊藻来说,As(V)的加入使得藻的光合作用活性有明显降低;DOM的存在,使砷的毒性作用减弱。藻的砷富集量都是随着加入砷的浓度的增大而增大,并且相较于As(V)而言,藻在As(III)存在条件下更易富集砷。


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