6-1简述天然水系统光化学过程发生的机制。

答:光解反应是指化学物在水环境中吸收了太阳辐射波长大于290nm 的光能所发生的分解反应。天然水环境中的光解反应是一种十分重要的过程，因为大部分天然水环境都会暴露在太阳光下，从太阳光获得光解反应所需要的光能。在天然水中，化学品发生的光化学过程可以分为两大类:直接光解和间接光解，由此而产生各种活性物种和短寿命的氧化剂:HO、O2-、HO2、R、ROO、NO等自由基和1O2、O3、H2O2、ROOH等分子。这些物质具有较强的反应活性，使得水体中能够发生复杂多变的化学反应。直接光解是具有生色团的化合物吸收光辐射后发生化学变化，产生的产物能够进一步参与次级化学过程。这类反应是天然水系统中最简单的光化学过程。间接光解是通过生色团吸收光辐射的,如果生色团重新产生，生色团起光催化剂的作用，如果生色团吸收光辐射后的变化不可逆转，自身则发生光解，同时引发其它成分发生间接光解。在天然水系统中，间接光解过程是普遍存在的，而且是特别重要的，因为这一过程可以使原来不能发生光解的化合物发生化学变化。

6-3简述天然水中Fe (Ⅲ)/Fe (Ⅱ)光化学循环的环境效应。

答:铁的光化学氧化还原循环伴随着有机配体的氧化降解,不仅是小分子还包括腐殖质。铁的循环不仅影响小分子有机物质的归宿，也改变了难降解的或有色溶解有机物的转化，对水生生态系统有重要影响。其一，亚铁离子是浮游植物可直接利用的铁形态;其二，铁作为限制性营养元素和影响因子,其形态和生物有效性对于藻类的生长和不同藻类间的竞争有选择性影响，可能限制初级生产者的数量，减弱光合作用，影响水生生态系统的基础生产力;同时生物异化作用以及非生物质氧化作用产生的CO2或其它含碳气体的累积，对CO2的全球循环和碳元素的生物地球化学循环都有影响;其三，水生生物直接或间接地受UV辐射的强烈影响，间接影响主要包括光化学反应生成的活性氧类物质。而铁光化学循环对于活性氧类物质的生成起到催化作用,如果铁循环是足够快的，它可能很大程度上决定了水体中H2O2、OH等活性物种的浓度，也就间接影响到水生生物。此外，铁的光化学反应对水体颗粒物(铁的氧化物和有机质等）的浓度、颗粒粒径和表面性质等均有影响，仅就颗粒物表面的吸附作用而言，对重金属、营养物和生物残骸等许多物质的生物地球化学循环都有一定影响。

6-4天然水中H2O2生成的影响因素有哪些?

答:在河水、海水和水库等天然水体的表层存在着不同浓度的H2O2，浓度通常较低，在纳摩尔每升至微摩尔每升范围内。除了大气沉降是水体中H2O2的重要来源以外，天然水中 H2O2的主要来源是光化学对溶解有机物的氧化，由此，天然水中 H2O2的生成主要受到有机物浓度、光强等因素的影响。

(1）有机物浓度的影响

由于H2O2的主要来源是光化学对溶解有机物的氧化，有机物浓度对H2O2的光化学反应起重要作用。Miller等指出H2O2在有机物浓度较高的富氧水中产率较高。南部和中部大两洋表层海水中TOC的浓度(70~110 u mol / L)明显地低于Seto Inland Sea表层海水中TOC的浓度(120~300u mol / L)，该点导致了H2O2产率的降低。但到目前为止，很少有数据描述二者之间的确定关系。

(2）光强的影响

Miller等对Sargasso Sea中H2O2浓度变化的研究表明，H2O2在1m深度处的浓度大于其在3m深度处的浓度，在200 m以下随深度的增加H2O3的浓度不再有大的变化，该结果同随深度增加光强降低是一致的。Yuan等的研究表明，在南部和中部大西洋表层海水中，H2O2的浓度在近早晨时达最低值(由于黑暗条件下，H2O2发生衰减而浓度降低)，在午后浓度达最高值。此外，纬度变化对H2O2浓度的影响，部分原因也是由于太阳辐射的强度不同引起的。