【摘 要】
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土壤富里酸(Fulvic acid,FA)是含有羧基、酚羟基和氨基等多种官能团的非均质有机混合物,是土壤有机质重要组成成分之一。FA不仅能够为土壤生物提供营养成分,也可以与环境污染物结合形成配合物,从而影响污染物在环境中的迁移、转化和生物有效性。因此,全面地了解FA的组成结构及其与典型重金属污染物的结合机理可以有效地为探究土壤污染修复和环境污染物的潜在风险提供理论依据。本文利用XAD-8树脂结合不
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土壤富里酸(Fulvic acid,FA)是含有羧基、酚羟基和氨基等多种官能团的非均质有机混合物,是土壤有机质重要组成成分之一。FA不仅能够为土壤生物提供营养成分,也可以与环境污染物结合形成配合物,从而影响污染物在环境中的迁移、转化和生物有效性。因此,全面地了解FA的组成结构及其与典型重金属污染物的结合机理可以有效地为探究土壤污染修复和环境污染物的潜在风险提供理论依据。本文利用XAD-8树脂结合不同pH值的焦磷酸钠缓冲溶液,将FA组分成功分级为五种亚组分,降低了 FA的多相异质性。利用热重-红外-质谱(Thermogravimetric analysis-Fourier transform infrared spectroscopy-mass spectrometry,TG-FTIR-MS)、紫外-可见吸收光谱(Ultraviolet visible spectroscopy,UV-Vis)、同步荧光光谱(Synchronous fluorescence spectroscopy,SFS)和三维荧光光谱(Excitation-emission matrix spectroscopy,EEM)技术结合差分光谱法、高斯分峰拟合和二维相关光谱(Two-dimensional correlation spectroscopy,2D COS)等模型,探究了 FA的结构组成及其热稳定性,并从发色团和荧光团的角度比较了 FA亚组分的结构特征差异性。基于铜淬灭滴定实验,进一步探究了 FA亚组分与铜离子结合的特性和机理。主要结论如下:1)FA和HA的热解组分相似,但与HA相比,FA含有更多的羧基和酚羟基等官能团和易降解组分(类半纤维素和类纤维素物质),而含有较少的难降解组分(类木质素物质)。因此,在环境介质中,FA具有更高的反应活性,能够为污染物结合提供更丰富的活性位点,是土壤有机质中更易影响污染物迁移、转化和生物有效性的组分。2)随着FA亚组分的洗脱顺序,其类水杨酸和羧基官能团的含量降低,而酚羟基官能团的含量增加。碱性缓冲溶液能够洗脱出更多的类酪氨酸和类色氨酸物质,而类富里酸物质则随洗脱顺序不断减少。3)随着铜离子浓度增加,酸性洗脱组分、中性洗脱组分和碱性洗脱组分中荧光团的响应顺序分别为类腐殖酸→类富里酸→类色氨酸;类腐殖酸→类富里酸,以及类腐殖酸→类色氨酸→类富里酸→类酪氨酸。FA亚组分中荧光团的条件稳定常数(log Kcu)的范围为4.64-5.56,且不同荧光团间的log KCu值大小与2D COS分析中的响应顺序相一致。
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