溶解性有机质(DOM)广泛存在于土壤、水体等环境介质中,是地球上分布最广的有机物质之一。DOM具有复杂多样的结构,可与环境污染物发生相互做用,介导其在环境中的赋存、迁移和反应。由于含有具有光化学活性的基团,DOM可以在太阳光照下发生一系列光化学反应。其可通过光敏化反应产生多种自由基,这些自由基可以降解水环境中的有机污染物,或影响具有重要环境意义金属离子的形态和归趋。DOM光照生成的自由基还可以诱导自身的降解和矿化,对全球碳循环产生一定影响。由于DOM的光化学和自由基生成具有重要的环境意义,其光化学机制和环境影响要素一直是环境水化学研究的热点之一。在现有研究的基础上,本文主要探究了还原过程和共存离子对DOM光敏化产生单线态氧自由基(1O2)过程的影响。 本工作首先用浸渍方法合成了催化剂Pd/Al2O3,然后采用催化加氢的方式还原DOM,考察还原过程对DOM光化学活性的影响。与文献中通常使用的硼氢化钠还原法相比,该方法不会向体系中引入大量离子和扰动溶液pH值,为研究还原过程对DOM光化学过程的影响提供了便利。光谱表征结果显示还原过程降低了DOM的紫外可见光谱的吸收值,说明还原过程使得DOM内部电子转移的能力发生了显著下降。测定了还原前后DOM的1O2光量子产率和稳态浓度以及3DOM*的稳态浓度,发现还原后DOM生成1O2和3DOM*的能力均发生了下降。这是由于还原过程中DOM结构中能被激发生成三线态的基团数目减少,降低了其生成3DOM*效率。由于3DOM*是1O2的前驱体,3DOM*生成能力的下降导致了1O2生成能力的下降。 考察了共存离子(Na+、Mg2+、Ca2+)对DOM光化学活性的影响。首先通过动态光散射技术研究了共存离子对两种标准有机质PahokeePeatHumicAcidStandard(PPHA)和SuwanneeRiverNaturalOrganicMatter(SRNOM)稳定性和团聚行为的影响。研究发现,Na+的引入不会使DOM发生团聚。而Mg2+、Ca2+在一定浓度会诱导DOM的团聚现象,其中引发团聚的能力为Ca2+>Mg2+。陆源有机质PPHA相较于水体有机质SRNOM更容易发生团聚。通过测定团聚后1O2的光量子产率,发现共存离子引发的团聚过程使得DOM生成1O2的量子产率显著下降。其诱导1O2量子产率下降的趋势为:Ca2+>Mg2+>Na+,符合离子对DOM胶体行为的影响能力。该现象可归因于两个机制,首先是由于团聚过程导致的DOM粒径增大使1O2从DOM向外扩散的路径增长,更多产生的1O2在DOM内部被猝灭。其次,团聚体中更为紧凑的结构使得电子供受体作用增强,减弱了3DOM*到O2的能量传递效率,从而降低了1O2的量子产率。以上研究为理解和评估DOM在环境条件下的光化学活性及其对污染物归趋的影响提供了一定的理论基础。