红枫湖、百花湖水中溶解有机物分子量分布特征及环境地球化学意义

溶解有机物（dissolved organio matter， DOM）通常是指能够通过0.45μm滤膜的有机物质。0.45μm的定义是根据传统的过滤滤膜直径来划分的，不是一个绝对的定义。DOM在水环境中起着重要的作用，它是水环境中重要的配位体和吸附载体。DOM在水化学和生态环境中的重要作用，主要表现在它不仅可以和基本的金属离子和有机化合物结合，还可以与毒性金属离子和除草剂、杀虫剂结合（wershow ond Goldberg，1972）。湖泊水中DoM的浓度及物理化学性质能够影响水生态环境的结构及初级生产力。溶解有机物按元素组成来分，主要含有C、O、H、N、P、S以及灰分。按重量计算，其中C占总有机物的50％，其次是O（科O％）、H（一5％）、N（0.5～6.5％）、P（＜1.0％）、S（＜1.0％）和灰分（1.2-5.0％）（Thurman，1985）。DOM一般由多种有机化合物组成，其中腐殖物质是溶解有机质的主要组成部分，一般占有机质总量的50-80％。目前通常可人为地将腐殖物质划分为胡敏素、胡敏酸和富里酸（Aiken et oL，1 985）。其余的非腐殖类物质主要包括碳水化合物、氨基酸、叶绿素、藻类分泌物、酚酮类化合物、脂肪酸和亲水性有机酸等（Thurman，1985）a在水环境中一些金属离子和微量元素通常和DOM相结合，而这些元素的作用和在水中的迁移都受DoM的分子量分布的影响（chiou etal．，1986）。 DOM的分子量及其分布是指示水质量的一个重要参数，同时在水处理过程中对于研究DOM的去处效率有重要作用（vuorio et oL，1998）。具有不同分子量分布的DOM与金属的络合能力也不同，则它们对金属的生物有效性的作用就不同（wuetal．，2002）。分子量变化的程度可以进一步理解DOM的自然形成过程，也可以在弓！用水处理过程中优化腐殖质的去除过程。红枫湖和百花湖是贵州地区两个人工水库，通过对两湖水文条件的测量，探讨了影响DOM分子量及分布变化的环境因素，包括溶解氧的含量、水体温度、pH值、叶绿素。的含量、光照强度、藻类生长情况、生物活动等，以及溶解有机物的来源，人为污染情况等。本文采样高效体积排阻色谱法（High PerformanceSizeExclusion cbromatograP场，HPsEC）测量了红枫湖、百花湖水中的DOM的含量及分子量分布，得出了以下几点认识：1、选择HPsEC实验的最佳条件：0.03M NaCl和0.002的磷酸盐缓冲液作为流动相，pH为6.8，离子强度为0．034mol几，紫外检测波长为254nm。2、红枫湖、百花湖水中DOM主要以分子量小于3500Da的组分为主，占总溶解有机物的90％以上。根据洗脱曲线的峰面积，可以把DOM分为3个不同 分子量的组分，其中大分子量组分（MW＞2000Da）的含量占总DOM的35％一68％；中等分子量组分（Z000Da＞MW>1000Da）的含量为27％-57％；小分子量组分（MW＜1000Da）占总DOM的3％一31％。 3、红枫湖、百花湖水中Doc含量受气候条件的影响。丰水期，水体上部DOC含量较大，下部较小‘平水期和枯水期，上下水体中DOC含量一致。各组分DOc含量变化与总DOC含量变化相似。DOC含量也表现出明显的季节性变化特征。丰水期DOC含量较高，而在平水期和枯水期含量较低。红枫湖和百花湖二者之间DOC含量没有明显的差别。4、红枫湖、百花湖水中DOM平均分子量也受气候条件的影响。丰水期，随深度的增大，DoM平均分子量增大；平水期和枯水期，上下水体DOM平均分子量一致。DO入左的季节性变化与DOC相反，丰水期，DOM平均分子量偏低；而在平水期和枯水期，DOM平均分子量偏高。5、重均分子量和数均分子量虽然变化趋势相似，但是它们的变化幅度不同，所以多分散系数也会发生变化。总的来说，在水体上部多分散系数偏大，水体下部偏小。丰水期多分散系数较大，平水期和枯水期多分散系数较小。6、随着气候条件的变化，各分子量组分的DOM含量及DOC浓度也在发生变化。大分子量组分随深度而增大，而中等和小分子量组分随深度而减小。丰水期，中等和小分子量组分含量较多，而大分子量组分较少；平水期和枯水期，大分子量组分含量较多，中等和小分子量组分含量较少。