溶解性有机质化学组成表征方法与应用研究进展

胡浩杰; 何晨; 史权

doi:10.12452/j.fxcsxb.24123147

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溶解性有机质化学组成表征方法与应用研究进展

更新时间：2025-07-15

- 溶解性有机质化学组成表征方法与应用研究进展
- Advances in Methods and Applications for Characterizing the Chemical Composition of Dissolved Organic Matter
- 分析测试学报 2025年44卷页码：1-11
- 作者机构：
  
  中国石油大学（北京）重质油全国重点实验室，北京 102249
- 作者简介：
  
  何晨，博士，助理教授，研究方向：溶解性有机质分子组成分析，E-mail：hechen@cup.edu.cn
  史权，博士，教授，研究方向：分析化学，石油与环境化学，E-mail：sq@cup.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划(2020YFA0607600);中国石油大学（北京）科学基金(2462023YJRC003)
- DOI：10.12452/j.fxcsxb.24123147
  中图分类号： O657.3;O657.7
- 收稿日期：2024-12-31，
  
  修回日期：2025-01-24，
  
  录用日期：2025-02-10，
  
  网络出版日期：2025-07-15，
  
  纸质出版日期：2025-08-15
- 稿件说明：
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胡浩杰,何晨,史权.溶解性有机质化学组成表征方法与应用研究进展[J].分析测试学报,2025,44(08):1-11.

HU Hao-jie,HE Chen,SHI Quan.Advances in Methods and Applications for Characterizing the Chemical Composition of Dissolved Organic Matter[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(08):1-11.
胡浩杰,何晨,史权.溶解性有机质化学组成表征方法与应用研究进展[J].分析测试学报,2025,44(08):1-11. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.24123147.

HU Hao-jie,HE Chen,SHI Quan.Advances in Methods and Applications for Characterizing the Chemical Composition of Dissolved Organic Matter[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(08):1-11. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.24123147.

摘要

溶解性有机质（DOM）广泛分布于水体、冰川和土壤中，是全球碳循环中的关键组成部分，其对水生生态系统和全球气候变化具有显著影响。DOM是一类具有丰富官能团的非均质有机化合物，组成和结构的复杂性导致难以对其进行精确表征。该文综述了三维荧光光谱（EEM）、核磁共振波谱（NMR）、高分辨质谱（HR MS）、气相色谱质谱联用（GC-MS）和原子力显微镜（AFM）在解析DOM化学组成中的应用，然后对不同技术手段的优势及局限性进行了总结。各种分析手段从宏观到微观提供了DOM多层次的化学组成信息，但对其组成结构的认识仍有待进一步提高。未来的研究应致力于开发样品处理和衍生化方法以减少基质干扰，以及应用机器学习和人工智能算法增强复杂信息解析能力。

Abstract

Dissolved organic matter（DOM） is widely distributed in various ecosystems，such as water，glacier，sediment，and soil. As a key component of the global carbon cycle，DOM plays a crucial role in the regulating aquatic ecosystem dynamics and influencing global climate change. Composed of a highly heterogeneous mixture of organic compounds that contain diverse functional groups，DOM presents significant challenges for accurate characterization. This paper reviews the applications of several analytical techniques in resolving the chemical composition of DOM，including excitation-emission matrices（EEM），nuclear magnetic resonance spectroscopy（NMR），high-resolution mass spectrometry（HRMS），gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS），and atomic force microscopy（AFM）. The advantages and limitations of each technique are critically assessed，thereby highlighting their respective contributions to a comprehensive understanding of DOM. These results provide insights into the chemical composition and structure of DOM，spanning from macroscopic to microscopic perspectives. However，the understanding of the composition and structure of DOM still needs to be further enhanced. Future research should aim to improve analytical techniques，including the development of new sample pretreatment and derivatization methods to reduce matrix interference，and the application of machine learning and artificial intelligence algorithms to enhance the ability to extract information from complex data.

关键词

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