第八届青年地学论坛

可溶性黑碳（DBC）是黑碳连续体中可溶于水的组分，也是天然溶解性有机质（DOM）的重要来源。作为黑碳和DOM的共有介质，DBC的环境效应研究具有重要意义，但目前这方面研究仍处于初步阶段。DBC的环境效应与其独特的分子结构密切相关。目前接受度较高的一个DBC结构模型是一种多含氧官能团取代的芳香结构，这些芳香结构尺寸小，一般不到7个芳环，取代基多为羧基、羟基和醛/酮结构，这些结构往往具有光化学活性（Kim等，2004）。已有研究指出，DBC在光照下可产生超氧阴离子（O₂^·-）、单线态氧（¹O₂）和三线激发态等活性物种（Stubbins等，2010）。与以往研究较多的腐殖质类溶解性有机质（DHS）相比，DBC的结构在芳香性等方面与其存在较大差异，因此二者的光活性并不相同，从结构上推测，DBC甚至可能具有更强的光化学活性，进而影响污染物的环境光化学转化过程。
雌激素是环境中一类内分泌干扰物，可导致出生缺陷、畸形，甚至诱发肿瘤等危害，具有较大健康风险，而光化学转化是雌激素类污染物的重要环境转化过程。本研究以雌激素类污染物17β-雌二醇（E₂）为研究对象，考察了模拟太阳光下，DBC对其光转化过程的影响，并选取了4种常见DHS作为对比。研究结果表明，DBC显著促进了E₂的光化学转化过程。在DBC的介导下，E₂的光化学转化量子产率是同有机碳浓度的DHS的6倍。¹O₂和三线激发态（³DBC^*）是参与反应的主要活性物种，其中³DBC^*在反应中起主导作用，其贡献率为91%。DBC相比于DHS更高的促进效率可归因于其更高的三线激发态产生效率，其量子产率是DHS的4-8倍。DBC强光化学活性背后的结构因素是其更高的芳香度和更小的分子量，以及丰富的含氧官能团和芳香醛/酮等结构，这样的结构特点一般有利于三线激发态的产生。考虑到三线激发态在有机污染物的光转化、痕量金属的形态分异，以及病原体失活等多种环境光化学过程中的重要影响，由于具有这样较强的光化学活性和高三线激发态量子产率，环境中的DBC可在上述环境光化学过程中发挥重要作用。
 

可溶性黑碳,雌激素,光化学