Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред - Лопатин В.Н.
ISBN 5-9221-0547-7
Скачать (прямая ссылка):
С точки зрения гидрооптики особый интерес представляет та часть РОВ, которую часто называют «жёлтым» веществом (ЖВ) [86, 87]. Ей свойственен быстрый рост поглощения с уменьшением длины волны, обусловленный электронными переходами. Поглощение РОВ в видимой
области спектра представляет длинноволновую область электронных полос поглощения.
По данным [88] спектральный ход показателя поглощения ЖВ может быть аппроксимирован формулой
х{\) = Ке~>*\ (1.7)
где К — коэффициент пропорциональности, /х — коэффициент, характеризующий наклон спектральной кривой поглощения, и значение которого не остаётся постоянным для различных водоёмов.
По данным разных исследований [89-91] для океанов значение коэффициента ц варьируется от 0.014 до 0.017 нм”1, увеличиваясь с глубиной. Исследования, выполненные в Рижском и Пярнусском заливах [92], показали, что значения этого коэффициента находятся в пределах 0.017-0.019 нм”1. При этом отмечен отход экспериментальной зависимости (1.7) от экспоненты в длинноволновой области спектра, который авторы объясняют рассеянием и поглощением света частицами взвеси, остающимися в пробе после фильтрации.
До настоящего времени остаётся неопределённым вопрос о стабильности спектральных характеристик поглощения света РОВ, и на этот счёт высказываются различные точки зрения [85, 88, 91, 93-96]. Так, в [85, 91, 96] предлагаются универсальные зависимости на основе неизменных спектральных удельных показателей поглощения ЖВ. Но, как отмечено в работе [93], учитывая генетическое разнообразие РОВ и экспериментально обнаруженные вариации значений коэффициента pi, можно ожидать, что спектральные характеристики поглощения ЖВ не могут оставаться неизменными для различных природных вод. Особенно важно при этом выяснение вопроса о различиях в удельных показателях поглощения.
Далее в [93] ставится не менее важный вопрос о формах нахождения РОВ в природных водах. Как говорилось выше, во многих водоёмах значительная часть органических веществ, поступивших в водную среду в растворённом виде, адсорбируется на живых и неживых дисперсиях. Формально эту часть нельзя отнести к молекулярному раствору и, следовательно, нельзя включать в РОВ. К тому же разные исследователи используют фильтры с различным диаметром пор, что также вносит свои искажения и не позволяет сравнивать результаты измерений. В то же время формально к термину ЖВ можно отнести и ту часть органического вещества, которая адсорбирована на взвеси, поскольку характер поглощения света для неё сохраняется.
В работе [93] отмечается, что наиболее предпочтительно определять количественные характеристики РОВ через удельные показатели поглощения света куА растворённым органическим веществом (а, следовательно, и ЖВ). Экспериментальные исследования, проведённые на различных внутренних водоёмах, показали, что худ РОВ могут изменяться на порядок и более не только для разных водоёмов, но и по акватории одного водного объекта. Для длины волны, равной 400 нм,
с учётом как РОВ, так и адсорбированного органического вещества (АОВ) этот показатель варьировал от 0.1 до 5 м2/гС.
Имеющиеся данные указывают на то, что определённая часть РОВ флуоресцирует под действием возбуждающего излучения ультрафиолетового и видимого диапазонов [86, 87, 96-100]. С уменьшением длины волны возбуждающего света максимум флуоресценции РОВ сдвигается в коротковолновую область спектра, при этом возрастает и его относительная величина. Представляет интерес выяснить, существует ли связь между содержанием РОВ (или ЖВ) и флуоресцирующей компонентой РОВ, которая составляет только его часть [96]. По данным [97,
101, 102] наблюдается корреляционная связь между показателем поглощения света на длине волны возбуждения и интенсивностью флуоресценции. Однако полностью отождествлять поглощательную и флуоресцирующую части РОВ нельзя. Возможно, это вызвано тем, что при развитии фитопланктона в водную среду поступает лабильное органическое вещество, характеристики которого значительно отличаются от характеристик более консервативной части РОВ.
Вследствие процессов гумификации элементы биохимических соединений из легко метаболизируемых форм переводятся частично в сравнительно устойчивые вещества. Гумификация замедляет среднюю скорость рециркуляции биологически важных элементов, что увеличивает стабильность органических веществ в водных экосистемах [80].
Многообразие состава и свойств органического вещества, сложность его определения обусловливают недостаточную изученность его распределения в природных водах.
Адсорбция органических молекул из водных растворов зависит от разности энергий адсорбционного взаимодействия молекул компонентов раствора с атомами поверхности адсорбента и энергии взаимодействия органической молекулы с молекулами воды, образующими благодаря системе водородных связей упорядоченную ближнюю структуру жидкости. Это взаимодействие определяет растворимость органического вещества и энергию, препятствующую переходу органической молекулы из водного окружения на поверхность границы фаз.
