всероссийский научно-практический журнал
  • ISSN 2072-8158
  • -
  • Урал-Пресс: 012688

Флуоресценция растворенного органического вещества природной воды

Опубликовано в журнале «Вода: химия и экология» № 11 за 2009 год, стр. 31-37.
Рубрика: Аналитические методы и системы контроля качества воды

 

Шубина Д.М. студентка Физического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова
Пацаева С.В. к.ф.-м.н., старший преподаватель Физического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова
Южаков В.И. к.ф.-м.н., доцент Физического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова
Горшкова О.М. научный сотрудник Географического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова
Федосеева Е.В. ведущий специалист отдела по управлению отходами АНО Экспертно-аналитического центра по проблемам окружающей среды «Экотерра»; сотрудник лаборатории экотоксикологического анализа почв Факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова

Аннотация:
Растворенное органическое вещество (РОВ) присутствует во всех без исключения типах природной воды. Его типичные концентрации в воде невелики (около 20-50 мг/л), но при этом РОВ составляет значительный резервуар органического углерода на Земле, превышающий запасы органического вещества всех живых организмов. Поскольку РОВ природного происхождения из-за наличия гуминовых соединений хорошо поглощает УФ свет и люминесцирует, его спектры с успехом используются при решении таких важных задач, как контроль природных водных экосистем и технологических водных сред. Типичный спектр флуоресценции РОВ при УФ возбуждении состоит из двух широких перекрывающихся полос: УФ полосы с максимумом в области 300–350 нм (флуоресценция белковых или фенольных соединений) и свечения в видимой области спектра с максимумом 400–450 нм (флуоресценция гуминовых соединений). Максимум свечения гуминовых соединений зависит от длины волны возбуждения. При изменении длины волны возбуждения от 270 до 310 нм максимум полосы испускания смещается в сторону более коротких длин волн (так называемый синий сдвиг спектров испускания). В работе приведены типичные спектры флуоресценции РОВ природной воды различного происхождения, по спектрам поглощения и флуоресценции рассчитан квантовый выход флуоресценции. На основании сравнительного анализа величины «синего сдвига» для разных образцов и зависимости квантового выхода флуоресценции от длины волны возбуждения сделан вывод, что природные гуминовые вещества отличаются от коммерческого препарата гуминовой кислоты большей степенью гетерогенности состава флуорофоров.

Ключевые слова: гуминовые вещества, природная вода, растворенное органическое вещество (РОВ), флуоресценция

Ссылка для цитирования:
Шубина Д.М., Пацаева С.В. , Южаков В.И. , Горшкова О.М. , Федосеева Е.В. Флуоресценция растворенного органического вещества природной воды // Вода: химия и экология. — 2009. — № 11. — c. 31-37. — http://watchemec.ru/article/12980/

Литература:
1. Орлов Д.С. Химия и охрана почв // Соросовский образовательный журнал. 1996. №3. С. 65 – 74.
2. Перминова И.В. Гуминовые вещества - вызов химикам XXI века // Химия и жизнь. 2008. № 1. С. 50 – 55.
3. Пацаева С.В. Влияние температуры и УФ излучения на спектрально-люминесцентные характеристики растворенного органического вещества / С.В. Пацаева, В.В. Фадеев, Е.М. Филиппова, В.В. Чубаров, В.И. Южаков // Вестник Московского университета. Сер. 3. Физика. Астрономия. 1991. Т.32. № 6. С. 71 – 75.
4. Patsayeva S. New methodological aspects of the old problem: laser diagnostics of dissolved organic matter // EARSeL Advances in Remote Sensing. 1995. Vol.3. No 3. P. 66 – 70.
5. Милюков А.С. Флуоресценция наночастиц растворенного органического вещества в природной воде / А.С. Милюков, С.В. Пацаева, В.И. Южаков, О.М. Горшкова, Е.М. Пращикина // Вестник Московского университета. Сер. 3. Физика. Астрономия. 2007. № 6. С. 34 – 38.
6. Пацаева С.В. Диагностика органических примесей в кислотах методом лазерной флуориметрии / С.В. Пацаева, В.В. Фадеев, Е.М. Филиппова, В.В. Чубаров, В.И. Южаков // Известия РАН. Сер. Физическая. 1992. Т.56. № 12. С. 145 – 149.
7. Пацаева С.В. Эффект насыщения флуоресценции природного растворенного органического вещества / С.В. Пацаева, В.В. Фадеев, Е.М. Филиппова, В.В. Чубаров, В.И. Южаков // Вестник Московского университета. Сер. 3. Физика. Астрономия. 1992. Т.33. № 5. С. 38 – 42.
8. Милюков А.С. Спектроскопическое исследование культуры пурпурных серных бактерий Chromatium sp. в водной среде / А.С. Милюков, С.В. Пацаева, В.И. Южаков, Е.Л. Ростовцева // Вестник Московского университета. Сер. 3. Физика. Астрономия. 2007. № 3. С. 46 – 49.
9. Фадеев В.В. Дистанционное лазерное зондирования фотосинтезирующих организмов // Квантовая электроника. 1978. Т.5. № 10. С. 2221–2226.
10. Пацаева С.В. Флуоресцентные исследования нефтепродуктов в тонких пленках / С.В. Пацаева, Таер Абд Дейдан, В.В. Фадеев, В.И. Южаков // Вестник Московского университета. Сер. 3. Физика. Астрономия. 1994. Т.35. № 2. С. 51–55.
11. Coble P.G. Characterization of marine and terrestrial DOM in seawater using excitationemission matrix spectroscopy // Marine Chemistry. 1996. Vol.51. P. 325 – 346.
12. Евсюхина К.Г. Люминесценция органических соединений-компонентов природного растворенного органического вещества / К.Г. Евсюхина, С.В. Пацаева, В.И. Южаков // Вестник Московского университета. Сер.3. Физика. Астрономия. 1998. № 4. С. 58 – 61.
13. Sierra M.М.D. Fluorescence spectroscopy of coastal and marine waters / M.М.D. Sierra, O.F.X. Donard, M. Lamotte, С. Belin, М. Ewald // Marine Chemistry. 1994. Vol.47. P.127 – 144.
14. Parlanti E. Dissolved organic matter fluorescence spectroscopy as a tool to estimate biological activity in a coastal zone submitted to anthropogenic inputs / E. Parlanti, K. Worz, L. Geoffroy, M. Lamotte // Organic Geochemistry 2000. Vol. 31. No 12. P. 1765–1781.
15. Komada T. Fluorescence characteristics of organic matter released from coastal sediments during resuspension / T. Komada, O.M.E. Schofield, C.E. Reimers // Marine Chemistry. 2002. Vol.79. P. 81 – 97.
16. Sierra M.M.D. 3D-Fluorescence Spectroscopic Analysis of HPLC Fractionated Estuarine Fulvic and Humic Acids / M.M.D. Sierra, M. Giovanela, E. Parlanti and E.J. Soriano-Sierra // J. Braz. Chem. Soc. 2006. Vol.17. No.1. P. 113 – 124.
17. Murphy K.R. Distinguishing between terrestrial and autochthonous organic matter sources in marine environments using fluorescence spectroscopy / K.R. Murphy, C.A. Stedmon, T.D. Waite, G.M. Ruiz // Marine Chemistry. 2008. Vol.108. P. 40–58.
18. Лакович Дж. Основы флуоресцентной спектроскопии: Пер. с англ. / Под ред. М.Г. Кузьмина. М.: Мир, 1986. 496 с.
19. Першина И.В. Исследование молекулярно-массового распределения и спектральных параметров фульвокислот природных вод.
III. Влияние молекулярно-массового состава на флуоресцентные свойства фульвокислот / И.В. Першина, В.М. Вермул, А.Г. Аброскин, Т.В. Поленова, Е.К. Иванова // Вестник Московского университета. Сер. 2. Химия. 1989. № 4. C. 368–372.