溶解性黑碳(dissolved black carbon,DBC)是黑碳中的水溶性组分,占全球水域溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)的4%～20%,具有异于DOM的高共轭芳香烃结构,能高效光诱导生成活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)并介导有机微污染物光降解。目前,已有研究主要关注DOM光化学影响因素及机制,但水环境中DBC不同来源和水溶性组分对其光化学行为的影响尚不清楚。此外,塑料污染愈发严重,使得土壤中的塑料污染是海洋中的4～23倍。考虑到农业生产中的生物炭多通过秸秆原位燃烧获得的,其中土壤中的废塑料将不可避免地参与秸秆的热解过程,这可能会影响生物炭的结构,并进一步影响DBC的光活性。但塑料和生物质共热解对DBC光化学活性的影响尚不清楚。本论文以自制生物炭衍生的DBC为研究对象,从光物理属性和光化学行为的角度,基于吸光组分性质分析、真实/模拟光照实验、自由基淬灭实验和竞争动力学实验等研究方法,探究了不同来NVP-TNKS656 molecular weight源DBC的分子结构对DBC光化学行为的影响规律,并考察常见水溶性组分对DBC光诱导生成活性氧自由基及降解有机微污染物的影响机制。主要内容和结果如下:(1)研究了不同热解温度和不同生物质来源的DBC光诱导生成ROS能力和DBC光谱参数(E_2/E_3和S_(275-295))之间的关系,并构建了以DBC光谱参数为函数的DBC降解磺胺嘧啶能力的预测模型。结果表明,DBC分子的芳香性和分子量随着热解温度的升高而降低,热解温度可通过改变DBC中收电子基团(如芳香酮和醌类)以及给电子基团(如酚类)含量,进而影响DBC光诱导生成ROS能力。发现DBC光诱导生成ROS效率和DBC光谱参数(E_2/E_3和S_(275-295))之间有良好的线性关系,DBC分子的芳香性、分子量和供体/受体基团的含量影响DBC光诱导生成ROS能力。自由基淬灭实验发现DBC激发三重态(~3DBC~*)是磺胺嘧啶间接光解的主要ROS。~3DBC~*介导的磺胺嘧啶间接光解,与~3DBC~*量子产率(f _(TMP))以及E_2/E_3存在线性关系。DBC光谱参数为函数的f _(TMP)简单模型,可用于评估光谱参数已知的DBC降解污染物的能力。(2)聚苯乙烯、聚乳酸和塑料地膜分别作为废塑料模型和生物质共热解,以探讨不同塑料和生物质共热解对DBC光化学活性的影响。结果表明,塑料和生物质共热解的DBC具有更小的分子量和共轭芳烃的缩合程度,能更有效地引导单线态氧(~1O_2)和~3DBC~*的生成。塑料和生物质共热解生物炭的~3DBC~*和TMP的平均二级反应速率常数(k_p=7.42×10~8 M~(-1)·s~(-1))较原始DBC(k_p=2.11×10~8M~(-1)·s~(-1))相比有明显增加,说明了DBC氧化还原能力的增强。不同DBC在光照条件下的UV_(254)变化也进一步表明,塑料和生物质共热解导致DBC光转化能力增强。与能量传递相比,塑料和生物质共热解更可能影响DBC的电子传递。此外,与聚苯乙烯和聚乳酸相比,相同量的塑料地膜和生物质共热解能更明显的增加DBC吸光组分和小分子结构的含量,促进DBC光转化。(3)以卡马西平和17β-雌二醇为目标污染物,考察了卤素离子对DBC光诱导生成ROS及降解药物活性化合物的影响。结果表明,卤素离子不影响DBC的紫外可见光吸收,但会通过离子强度效应抑制高/低能态~3DBC~*的电子转移。TMP探针实验发现,卤素离子对~3DBC~*形成速率没有显著影响,但通过离子强度效应抑制~3DBC~*淬灭,增加~3DBC~*稳态浓度。污染物降解实验和自由基淬灭实验发现,高能~3DBC~*是卡马西平间接光解的主要ROS,卡马西平间接光解的减慢主要归因于卤素离子的盐离子效应和~3DBC~*反应;~3DBC~*和~1O_2是17β-雌二醇间接光解的主要ROS,17β-雌二醇间接光解的减少主要归因于卤素离子通过离子强度效应减慢了电子转移,并通过盐离子效应与~3DBC~*反应,并进一步减少~1O_2。计算了17β-雌二醇和不同三重态的二级反应速率常数,发现~3DBC~*的平均二级反应速率常数(k_(3DBC*,E2)=3.89×10~(10) M~(-1)·s~(-1))明显高于~3NOM~*(k_(3DOM*,E2)=2.48×10~(10) M~(-1)·s~(-1)),说明~3DBC~*具有比~3NOM~*更强的氧化17β-雌二醇的能力。(4)选PF-02341066价格择常见金属离子(Mn~(2+)、Cr~(3+)、Cu~(2+)、Fe~(3+)、Zn~(2+)、Al~(3+)、Ca~(2+)和Mg~(2+))作为金属离子模型,研究金属离子对DBC光化学活性的影响。结果表明,顺磁金属离子(Mn~(2+)、Cr~(3+)、Cu~(2+)和Fe~(3+))比非顺磁金属离子(Zn~(2+)、Al~(3+)、Ca~(2+)和Mg~(2+))拥有更强的络合DBC的能力,其中络合常数大小为Mn~(2+)>Cr~(3+)>Cu~(2+)>Fe~(3+)>Zn~(2+)>Al~(3+)。金属离子和DBC的络合体系中主要涉及两种络合物。金属离子对DBC的络合(静态淬灭),形成M-DBC基态络合物,导致了DBC部分荧光组分的淬灭。金属离子对~3DBC~*的络合(动态淬灭),形成[~3DBC~*…M]复合物,抑制~3DBC~*电子转移和能量转移,并抑制~1O_2和超氧自由基(O_2·~-)的生成。log K_M和淬灭速率常数之间良好的线性关系,进一步阐明了金属离子对~3Microarray EquipmentDBC~*的淬灭机制,即静态淬灭导致的M-DBC络合物促进了~3DBC~*的淬灭。综上,本研究发现DBC光化学活性高度依赖于不同生物炭来源和水溶性组分。此外,本文揭示了DBC分子结构对光化学活性的影响机制及规律,阐明了塑料和生物质共热解对DBC光化学结构和活性的影响,探明了卤素离子对DBC降解药物活性化合物的光活性的影响,考察了金属离子对DBC以及活性氧自由基的淬灭机制。本文的研究结果有助于为DBC在水体环境中的光化学进程提供科学理解,并为评价水体环境中DBC和有机微污染物的环境归趋提供理论依据。