中国内陆流域地表水体光电化学特征研究

摘要：

太阳辐射是自然界中最主要的能量来源.目前人们对自然界利用太阳能途径的认识主要集中于具有生物光采集系统(如叶绿体)的光合作用,而对于非生物光采集系统是否广泛存在于地表水体中仍不清楚.本研究通过测定全国范围内151个地表水样光生电子的能力,绘制了中国内陆流域地表水体光电化学特征图谱.通过利用XPS、XRD和EEM等手段表征水样悬浮态和溶解态物质组成,揭示了地表水体光电化学活性来源及其影响因素.结果显示,我国地表水体普遍存在光电化学活性.按生物质换算,我国地表水体光生电子每年可转化生物质当量约为1.4×103～1.1×104万t葡萄糖,相当于光合作用固碳总量的0.51％～4.02％.地表水体的光电流大小与光强和光敏物质浓度呈正相关,相关系数分别达到0.99和0.99.水体的光电化学活性主要来源于悬浮态物质,其贡献度大于60％,与含Ti或含S的半导体矿物丰度呈正相关;而溶解态物质贡献较小(＜40％),其光电化学成分主要为溶解性有机质,并与腐殖酸类或富里酸类物质浓度呈正相关.本研究为自然界微生物光电能营养作用的发生提供线索,同时也为量化自然地表水体太阳光引发的生物或非生物能量来源提供依据.

关键词：地表水体、光电化学、太阳能利用、半导体矿物、天然有机质

所属期刊栏目：42

分类号：X131.2(环境化学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;福建省杰出青年科学基金

在线出版日期：2023-02-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：196-206