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溶解有机物(DOM)作为地下水中微生物的主要碳源,其在微生物介导下的铁锰氧化物的还原性溶解及砷(As)释放的过程中作为电子供体起着极为重要的作用。但是高砷地下水有机物的来源及其与微生物协同作用的过程还不清楚,有机物氧化还原特征对砷的作用情况还有待阐明。针对以上两点问题,本研究选取典型高砷地下水地区河套盆地作为研究区,沿地下水流向采集64个地下水样品,测量了光谱指数,包括生物指数(BIX)、腐殖化指数(HIX)、荧光指数(FI)、芳香度指数(SUVA254)和光谱斜率(S275-295),利用了三维荧光光谱结合平行因子分析(EEM-PARAFAC)的方法,对地下水中有机物的种类及来源进行表征,并通过化学方法量化地下水中有机物的还原能力,深入研究有机质的氧化还原特征及其对高砷地下水形成的影响,为地下水富砷机理提供更细致的依据。论文取得以下主要认识:(1)研究区内As的浓度范围在2.28-854μg/L,且主要以As(III)的形式存在,具有高砷地下水分布广含量高的特点。深层地下水中平原区As浓度高于过渡区,浅层地下水在平原区分布较广,As浓度变化范围较大。(2)研究区地下水有机物的FI范围在1.5-1.8之间,表明是陆地来源和微生物来源的混合。通过EEM-PARAFAC的分析得到研究区地下水中有机物包含三种主要成分,分别为陆源类腐殖质(C1)、微生物来源类腐殖质(C2、C3)和类蛋白质(C4)。C2和C3的相对丰度占总荧光成分的60%以上,说明地下水中有机物以微生物来源的类腐殖质为主。相对于深层地下水,浅层地下水有机物的HIX相对较高,S275-295相对较小,表明浅层地下水的腐殖化程度较高,且有机物分子量更大。(3)地下水样品加H2进行化学还原后,三维荧光光谱荧光峰发生蓝移,且荧光强度降低,说明在化学还原过程中有机物分子结构发生π-π*键断裂。PARAFAC成分中,还原后的样品C1(%)变低、C4(%)升高。相比于原态地下水,还原态地下水样品的HIX、SUVA254更低,BIX、FI、S275-295值更高。化学还原过程中,陆源腐殖质发生结构上的变化,可能是共轭结构的双键变成单键,中断了共轭,从而导致腐殖质成分荧光强度的降低。(4)S275-295、SUVA254与有机物还原能力呈正相关性,表明小分子量有机物或含更多芳香结构的有机物具有更强的转移电子能力,可作为电子穿梭体向铁氧化物提供更多电子。(5)溶解有机物的腐殖质指数(HPI)和给出电子潜力呈正相关性。表明,类腐殖质组分促进电子传递,是有效的电子穿梭体。在As浓度相对较低的地区,有机物充当电子穿梭体发挥电子传递的作用。而在As相对较高的地区,除了有机物的电子穿梭作用以外,其它作用(如络合、竞争吸附、有机物直接作为电子供体等)可能会共同促进As的释放。