溶解有机物质的化学结构在甲基光降解过程中控制同位素分离
Lian Zhang1, Yanbin Li2, Yongguang Yin3
1College of Safety and Environmental Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China; Shandong Key Laboratory of Environmental Processes and Health, School of Environmental Science and Engineering, Shandong University, Qingdao 266237, China.
甲基的光降解由溶解的有机物引起同位素分离. 功能组类型和有机物上的位置显著影响质量依赖 (MDF) 和质量独立 (MIF) 分割过程.
科学领域:
- 环境化学环境化学
- 地质化学 地质化学
- 水银同位素地质化学 水银同位素地质化学
背景情况:
- 甲基 (MeHg) 的光降解产生质量依赖的 (MDF) 和质量独立的 (MIF) (Hg) 同位素分离.
- 了解溶解有机物 (DOM) 介导的MeHg光降解过程中的Hg同位素分离对于环境追踪至关重要.
- 目前的知识差距限制了Hg同位素在追踪转化和运输中的应用.
研究的目的:
- 研究DOM化学结构在MeHg光降解过程中对Hg同位素分离的影响.
- 阐明DOM-DOM介导的Hg同位素分离背后的机制.
- 评估环境因素对这种分成过程的影响.
主要方法:
- 使用甲基和各种代表DOM的低分子量芳香醇进行光降解实验.
- 使用质谱学量化Hg同位素分离 (MDF和MIF) 的量化.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以建模电子分布和根对重组动力学.
主要成果:
- 功能组在DOM上的类型和位置对MDF和MIF的Hg同位素分离大小有显著的影响.
- 碳基团对MIF的影响最大,而它们的位置 (para>meta>ortho) 调节了效果.
- 在职能组类型和职位方面,MDF显示了与MIF相反的趋势.
- DFT计算表明,DOM诱导的电子再分配在Hg中影响了超细和自旋轨道合,影响了基数对重组和随后的分离.
- 环境因素,如pH,DOM/MeHg比率和化物度也明显影响了分化过程.
结论:
- DOM的化学结构,特别是功能组及其位置,在MeHg光降解过程中控制Hg同位素分离起着至关重要的作用.
- 观察到的分离与受DOM影响的Hg变化的电子性质有机械联系,影响了基因重组途径.
- 这项研究为应用Hg同位素作为DOM影响的复杂环境系统中的标记剂提供了必要的见解.
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