沉积物中溶解性有机质的垂直分布光谱特性

采用紫外光谱和三维荧光光谱结合平行因子分析(PARAFAC)方法对瀛湖沉积物中溶解有机质(dissolved organic matters,DOM)垂直分布的光谱特性进行了分析,利用荧光指数(fluorescence index,FI)、腐殖化指数(humification index,HIX)和生物源指数(biological index,BIX)解析了沉积物中DOM荧光组分、空间分布特征和来源。紫外光谱结果表明:瀛湖沉积物的UV254值在0.14~0.30之间,最大值出现在深度10~11 cm处,深层(20 cm以下深度)沉积物UV254值趋于稳定。A250/A365比值在3.69~9.98之间,均值为5.36,表明瀛湖沉积物DOM以富里酸为主。三维荧光光谱结合平行因子分析结果表明:沉积物DOM包含3类4个荧光组分,即类腐殖质组分(C1和C2)、类蛋白组分(C3和C4),其中,类腐殖质组分的荧光强度约占全部组分荧光强度的60.7%;随着深度的增加,3个采样点的类蛋白质组分(C3和C4)的荧光强度均呈现下降趋势。FI、HIX和BIX都表明瀛湖沉积物DOM的来源主要是由沉积物中自生微生物活动产生。其中,FI在1.73~2.10范围内,BIX处于0.72~0.96范围内,HIX在1.39~4.72范围内。     

三维荧光光谱评价污水处理厂COD去除效率

采用三维荧光光谱与平行因子法和荧光区域积分法相结合,对城市生活污水处理厂各反应流程的水样进行了快速表征和分析。结果表明,污水中主要荧光物质为类蛋白质和类胡敏酸物质,其中类蛋白质的平行因子得分和荧光区域积分值均与水样化学需氧量(COD)具有较好的相关性。进一步分析表明,类蛋白质与类胡敏酸的区域积分值之比可以反映污水处理厂溶解性COD的去除效果。该研究提供了一种快速且不需外加试剂的评价污水厂溶解性COD去除效率的方法。     

荧光法研究DNA与蒽相互作用机理

利用荧光猝灭光谱和紫外-可见吸收光谱研究了体外DNA对蒽的荧光猝灭机理.结果表明,DNA的紫外-可见光谱没有发生红移现象,通过计算分析不同温度下的荧光猝灭常数和热力学参数,结合两种光谱分析可知DNA对蒽的荧光猝灭属于动态猝灭机理.     

SBR-混凝处理渗滤液过程中有机物的变化特征

考察了SBR-混凝组合工艺对垃圾渗滤液中溶解性有机物(DOM)不同分子量区间物质及组分腐殖酸(HA)、富里酸(FA)和亲水性有机物(Hy I)的去除效果,同时利用傅里叶红外光谱及三维荧光光谱对处理过程中DOM各组分变化特性进行了分析。结果表明,组合工艺对表观分子量为2 000~4 000及2 000的DOM去除率分别为89.3%和72.1%;对渗滤液DOM组分HA、FA和Hy I的去除率分别为-52.0%、73.1%和77.1%。红外光谱显示,DOM各组分都含有醇、羧酸、脂等多种有机物,SBR对糖、醇、羧酸等去除效果较好,而混凝对脂肪族及芳香族化合物去除效果较好;三维荧光光谱分析表明,经组合工艺处理,DOM各组分荧光峰强度及复杂化程度明显降低,且SBR工艺对色氨酸等类蛋白物质去除效果较好,混凝工艺对类腐殖酸、类富里酸等大分子物质的去除效果较好。     

O_3/H_2O_2工艺深度处理污水处理厂尾水中有色可溶性有机物研究

污水处理厂尾水中残留有色可溶性有机物(CDOM)直接排放会对环境产生一定影响。使用O_3/H_2O_2工艺深度处理尾水,基于三维荧光光谱,考察反应时间、初始pH、O_3流量、H_2O_2投加量等对尾水中CDOM的去除效果。研究表明,从尾水CDOM中提取出3个有效荧光组分,其中荧光组分C1和C2为腐殖质类物质,荧光组分C3为蛋白类物质,各工艺条件对荧光组分的去除影响显著,蛋白类物质比腐殖质类物质更容易去除。O_3/H_2O_2工艺能够有效去除尾水中CDOM的荧光组分,可为尾水深度处理提供技术参考。     

光谱与呼吸图谱联用判定河流污染状态与自净能力

河流污染状态一般采用化学水质或生物等指标单独描述,目前尚缺少简便易行且可同时从化学与生物角度进行定量描述的指标。针对这一问题,采用三维荧光光谱、紫外吸收光谱与呼吸图谱联用的分析方法研究了纳污河、自然水体与污水处理厂各处理单元水样的溶解性有机物(DOM)的空间分布特征与河流微生物的呼吸特征。结果表明,光谱法可快速对河流有机污染物的种类进行辨别,而呼吸图谱具有识别河流自净能力的特点,其中类色氨酸(T峰与D峰)、类酪氨酸(S峰)、腐殖质(C峰)、富里酸(A峰)是指示不同污染程度的重要指标。通过呼吸图谱与荧光光谱联用(T峰)可快速对污染程度和自净能力进行区分,从而为河流的管理与自净能力的恢复提供参考。     

垃圾渗滤液处理工艺中有机污染物的三维荧光光谱

利用荧光发射和三维荧光光谱研究了三峡库区某垃圾堆场的渗滤液及其处理工艺出水溶解性有机质(DOM)的荧光光谱特性。堆场渗滤液的DOM含有类酪氨酸、色氨酸及紫外区类富里酸，特征荧光峰中心位于E_x/E_m=275 nm/305 nm，为高激发波长类酪氨酸，与前人的研究结果并不一致，这可能与垃圾的堆放期有关。渗滤液和各处理工艺出水的荧光指数f_450/500均大于1.9，表明腐殖质主要为微生物源。渗滤液在处理前后荧光峰特征和强度均发生明显改变，类蛋白荧光强度与DOC值变化趋势基本一致。生化处理工艺中，类蛋白荧光强度降低了66.4%～95.5%，紫外区类富里酸荧光强度只降低了28.8%，显示类蛋白质具有良好的可生化性，而类富里酸相对较难生化降解。三维荧光光谱能反映渗滤液处理过程中污染物的种类、性质和数量等变化信息，能快速地进行定性分析、定量评价。     

厌氧氨氧化反应过程的三维荧光光谱解析

采用三维荧光光谱表征了厌氧氨氧化UASB反应器启动过程中和有机冲击负荷条件下的出水样品,应用平行因子分析方法解析样品中各主成分的三维荧光光谱图。研究结果表明,反应器启动阶段,出水中含有类蛋白质、类富里酸和类腐殖酸物质,主要源于接种污泥的菌体自溶和残留有机物厌氧发酵。随着反应器的运行,出水中的类蛋白质,类富里酸物质和类腐殖酸荧光物质逐渐减少。在有机冲击负荷条件下,出水中的类蛋白质组分迅速增加并成为反应器出水中的主要荧光物质。该研究为厌氧氨氧化的启动及运行控制的监控表征提供了新的方法。     

改良型AO法组合工艺中有机物的三维荧光分析

采用三维荧光(EEM)光谱技术,对上海竹园第二污水处理厂改良型AO法组合工艺运行过程中的各种溶解性有机物(DOM)进行分析,并对比研究传统好氧活性污泥法曝气池出水和A/O脱氮工艺硝化池出水DOM的EEM光谱的迁移变化特性.结果表明,各种DOM中主要的荧光物质有类蛋白质(荧光峰A和B)及类腐殖质(荧光峰C),经改良型AO法组合工艺处理后,荧光峰的强度降低了14％～60％,同时类蛋白质和腐殖质的结构也发生了变化；腐殖酸溯源表明DOM中的腐殖酸以微生物代谢产生的带有荧光基团的腐殖酸类为主.     

不同密度沉水植物腐解过程中水体DOM变化特征

选取白洋淀淀区的泥、水以及晒干的优势沉水植物金鱼藻、轮藻为研究对象,设置6个密度梯度模拟实验,分别于实验进行的50 d和100 d采集水样,运用紫外和荧光光谱技术研究沉水植物腐解阶段水体中溶解性有机质(DOM)的变化。结果显示,同步荧光光谱中,类蛋白峰荧光强度的变化不具规律性,类腐殖质峰荧光强度随密度的增加呈上升趋势,I2/I1的值随着密度的增加或时间的推移均逐渐增大;三维荧光光谱中,随着密度的增加,类富里酸荧光峰A和C的强度逐渐增加,而类色氨酸荧光峰T1的强度变化不大,腐解植物的密度大于3 kg/m3时各组均产生了类海洋腐殖质荧光峰B且强度随密度的增加逐渐增强,C峰的强度与水样中的COD和TP呈显著正相关;紫外光谱测定中,A253/A203的值随着密度的增加或时间的推移而逐渐增大,水体中的芳香族化合物也增多。