毕业时间：2022年6月（硕士）

毕业去向：万华化学集团股份有限公司

导师：黄海燕 副教授； 宋桂雪 副研究员

学科专业：化学工程与技术

研究方向：生物与环境化工

 

学位论文题目

海水溶解有机质的大体积制备及溶解类黑碳的分子组成特征

Bulk preparation of Dissolved Organic Matter in seawater and molecular composition characteristics of dissolved black carbon-like

 

论文摘要

溶解有机质（DOM）参与自然界碳循环，而海洋是DOM的重要储库，其中的溶解性黑碳（DBC）是海水DOM的重要组成。从分子水平上认识海水DOM的结构及组成，以及分析DBC的分子组成特征是研究DOM生物地球化学功能的前沿和热点。海水中大量的无机盐一直制约着对DOM的提取和纯化，进一步阻碍着DOM分子水平的现代仪器分析，高效、低损的大体积海水制备DOM是获得代表性强、纯度高的样品的第一步。

反渗透耦合电渗析（RO/ED）技术是提取DOM的重要技术，其可以大体积制备DOM但存在着提取样品碳含量低、盐分高的缺陷。本文提出了一种改进的RO/ED大体积海水提取DOM的技术，改进了原有的RO/ED装置，设计了RO/ED 提取样品脱盐改进方法，加入了自动控制箱，控制装置自动化运行。相比之前，改进后的方法提取的样品灰分从77%下降到37%左右，且显著提高了有机碳富集效率。运用电镜、光谱、质谱、核磁表征了鳌山湾以及南海反渗透耦合电渗析技术提取的有机质（RO/ED-DOM），结果表明了改进后样品的分析适用性增强，同时为海水DOM分子组成的研究提供数据支持。

利用改进的RO/ED以及其他大体积提取装置，制备了15.38 g 海水DOM样品，且根据不同提取技术富集的DOM，分别进行了分子水平超高分辨率质谱分析，筛选并鉴别溶解类黑碳，分析DBC的分子组成特征。利用珠江河口DOM 超高分辨率质谱数据研究河口DBC的来源和归趋，质谱检测珠江口DBC的丰度和类型按河口、近岸海和外海的顺序呈减少趋势，可能表明DBC发生了降解；表征了大体积PPL固相萃取法提取的几种典型海水环境DOM，发现DBC分子中高氧数和低氧数的化合物较少，氧数居中的化合物较多且质谱响应较好；比较了不同海水环境DBC的分子组成特征以及三种不同的大体积提取方法提取鳌山湾DOM中DBC的分子组成特征，发现DBC的分布与人类活动强弱相关且更易在XAD树脂法提取DOM的酸性组分中获取。

关键词：溶解有机质（DOM）；反渗透耦合电渗析（RO/ED）；溶解性黑碳（DBC）；大体积提取；超高分辨率质谱