溶解性有机物（DOM）是水生生态系统中的重要有机物质，在地球循环与转化过程中发挥着至关重要的作用。DOM的光化学行为是其参与这些过程的主要方式之一。然而，由于DOM的来源和水体条件多样，其光化学性质表现出显著差异。目前，大量研究集中在自然光照射下DOM中活性物种（RS）的生成过程，而对海水和淡水水体中DOM光化学行为及其差异的研究较少，需要更系统地总结归纳。
本文在此基础上，分析了近30年来有关DOM光化学的研究热点，总结了DOM在自然水体（淡水和海水）中RS的生成，并列出了影响RS生成速率、产量及种类的主要因素。与淡水相比，海水具有高pH值、高离子强度、高卤素离子含量等特点，这些特征可以影响DOM存在下RS的光生成、光转化过程以及各种共存污染物的转化路径和毒性变化。以上内容可为进一步探讨DOM的生态影响（如碳循环、饮用水安全以及各种污染物的环境转化过程）提供重要参考。
南京大学环境学院谷成教授团队在Eco-Environment & Health期刊上发表了题为“Photochemical behavior of dissolved organic matter in environmental surface waters: A review”的综述论文。
为了解相关研究的现状，本综述首先基于Web of Science中的相关文献进行了文献计量分析（图2）。尽管近30年来对DOM的光化学行为已经进行了持续且广泛的研究，但DOM结构和水环境成分的多样性导致其光化学过程十分复杂，关于DOM光化学行为的相关信息也仍然有限且杂乱。
DOM是水体中各种反应的引发剂，也是地表水化学中的关键性因素。在自然光照下，DOM可被激发生成3DOM*，再进一步与水中的溶解氧等发生作用，可产生1O2、•OH和O2•-等活性氧物种；在卤素存在的咸水中，还可能生成•Cl、•Br等卤素自由基。为整合DOM在地表水中的光化学行为，本文总结了水环境中由DOM光照产生RS的种类及其相互转化的路径（图3），并整理了相关RS的氧化还原电位和半衰期数据（表1）。
图3. 水生DOM光生RS示意图
仅在海水中发生的光化学过程用蓝色标注
表1. 一些典型DOM相关RS的氧化还原电位和半衰期
天然水环境中RS的光生成受到多种因素影响，DOM的结构、离子强度、pH等环境因素都有可能影响RS的产生。其中，pH的升高会显著减少1O2的量子产率，•OH在中性条件下的量子产率也显著低于酸性/碱性环境。而高离子强度可能引起DOM的团聚现象，由于DOM内部的疏水微环境更有利于•OH和1O2等活性物种的产生，因此高离子强度环境可以通过引发DOM的团聚来影响ROS的光生成（图4）。由于海水明显更高的pH（~8.2）以及更高的离子强度，DOM在海水中的光化学行为与淡水中可能有显著差别，需要进一步的研究探索。
图4. 高离子强度条件下DOM的聚集及其对RS光生成的影响
DOM的光化学行为可以影响环境中各种有机污染物的转化，从而影响其生态风险。水环境中的DOM对污染物转化具有双重效应（图5）。一方面，DOM可以通过产生RS促进有机污染物的间接光降解；另一方面，对于某些化合物，DOM对ROS产生的猝灭作用和光屏蔽作用将起主要作用，从而抑制污染物的降解。此外，在海水中，卤素自由基的存在可能会影响DOM存在下有机污染物的转化速率和产物，卤素的参与也可能导致毒性更强的降解产物的生成。
图5. DOM在有机污染物间接光降解中的双重作用
最后，本综述认为，微量卤素化合物以及混合卤素对DOM光活性的影响、深入探究离子强度效应、对光生有机自由基更全面的探索、进一步探索污染物光降解产物和相应的环境风险评估、以及更广泛地使用现代分析技术探索自然水体（尤其是河口地区）中DOM的结构和光化学性质的变化，将是未来具有研究潜力与研究意义的方向。
该论文第一作者为南京大学环境学院博士研究生徐翊宸，南京大学环境学院的陈张浩助理研究员和谷成教授为文章的共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目（22206078，22176092）、福建省自然科学青年基金（2023J05089）、江苏省卓越博士后计划、中央高校基本科研基金（021114380204）等基金项目的资助。
Yichen Xu, Yutong Zhang, Longlong Qiu, Ming Zhang, Jiaojiao Yang, Rong Ji, Davide Vione, Zhanghao Chen*, Cheng Gu*. Photochemical behavior of dissolved organic matter in environmental surface waters: A review, Eco-Environment & Health (Eco-Environ. Health), 2024
徐翊宸，南京大学环境学院博士研究生，主要从事环境中腐殖质光化学行为以及有机污染物迁移转化研究，入选南京大学-香港理工大学联合培养双博士学位项目。目前在国内外期刊共发表论文7篇，其中以第一/共同第一作者身份在《Eco-Environment & Health》《Science of The Total Environment》等高水平期刊上发表论文3篇，已公开发明专利1项，授权实用新型专利1项。
陈张浩，南京大学环境学院助理研究员，主要从事自由基反应分子调控与新污染绿色修复技术研发。发表学术论文36篇，其中第一/通讯作者发表论文20篇，部分成果发表在Eco-Environment & Health, Environmental Science & Technology, Applied Catalysis B: Environment and Energy, Water Research等国际高水平期刊；主持国家自然科学青年基金等项目5项；授权发明专利10项，包括美国专利1项，澳大利亚专利1项、软件著作权5项。
谷成，南京大学环境学院教授，博士生导师，教育部长江学者特聘教授，首批国家优秀青年基金获得者，国家重点研发专项首席科学家。主要从事有机污染物的环境界面过程以及环境纳米材料的合成与应用等方面的研究。以第一/通讯作者在Nature Communications，Environmental Science & Technology，Water Research，Applied Catalysis B: Environment and Energy等环境类期刊发表学术论文70余篇，获授权发明专利15项，包括3项美国专利和1项澳大利亚专利。
