长江重庆段溶解性有机物的荧光特性分析

利用三维荧光光谱(EEMs),并结合平行因子分析(PARAFAC)及主成分分析(PCA),研究了长江重庆段溶解有机物(DOM)的荧光组分特征及其污染来源,并探讨了荧光强度同溶解性有机碳(DOC)及溶解氧(DO)的相关性.结果表明,PARAFAC模型识别出长江重庆段DOM由2类6个荧光组分组成,即类腐殖质荧光组分C1(350/422 nm)、C4(245,305/395 nm)、C5(260,340/420 nm)、C6(260/480 nm)及类蛋白荧光组分C2(275/300 nm)、C3(227,278/329 nm).在DOM来源组成中,陆源的类腐殖质含量占62.56%,类蛋白物质含量占31.31%.类腐殖质组分的荧光强度同DOC的含量存在明显的线性正相关(r=0.73),类蛋白组分的荧光强度同DO的含量呈明显的线性负相关(r=0.80).EEMs-PARAFAC不仅可以表征长江重庆段DOM的光谱特征,示踪长江重庆段的有机污染程度,还可以为三峡库区水体保护提供依据.     

基于三维荧光和二维相关光谱的城市河流溶解性有机质组成及其空间分异特征

采用三维荧光-平行因子及二维相关光谱,研究城市河流溶解性有机质(DOM)组成及变动。以沈阳市城市河流——蒲河为研究对象,采集清洁区河段、工业区河段和生活区河段上覆水,检测DOM三维荧光光谱。荧光指数、自生源指数和腐殖化指数分析结果表明,蒲河DOM以内源为主,而工业区和生活区河段同时受外源影响,腐殖化程度较弱。采用平行因子提取类富里酸(C1和C2)、类胡敏酸(C3)、类色氨酸(C4和C6)和酚类物质(C5)6个DOM荧光组分,蒲河DOM以类富里酸(37.91%～43.82%)和类色氨酸(23.64%～33.60%)为主。清洁区河段各组分含量小于生活区和工业区河段。二维相关光谱分析表明,工业区河段类色氨酸含量变化幅度比类富里酸大,生活区河段变化规律与工业区河段相同,而清洁区河段相反,这表明工业区和生活区河段有大量生活污水和工业废水汇入。基于主成分分析(PCA)结果,C1～C5为影响DOM的主要因子(55.15%),工业区河段点位得分最高,其次为生活区河段,清洁区河段最小,表明工业区和生活区河段深受人类活动影响,而清洁区河段受人类影响较弱。     

印染外排废水中溶解性有机质的荧光特性

通过三维荧光(EEM)光谱技术,结合平行因子分析(PARAFAC)及荧光区域积分法(FRI),对我国珠三角的五家印染废水处理厂外排废水的溶解性有机质(DOM)进行定性及定量表征.五组水样DOM的EEM光谱中类蛋白荧光峰最为明显,结合荧光指数(FI),自生源指标(BIX)及腐殖化指标(HIX),发现DOM的腐殖质主要来源...     

几种原料生物炭溶解性有机质(DOM)的光谱特征研究

溶解性有机质(DOM)在全球碳循环及污染物的迁移转化过程中起着重要作用,而光谱特征能快速识别DOM的主要来源和重要特征。研究针对几种原料(苹果枝、橘子枝、花生壳、水稻秸秆、玉米秸秆)在同一热解温度下制备的生物炭,采用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱和傅里叶变换红外光谱相结合的方法对其释放的DOM光谱特征进行了研究。结果表明：秸秆类生物炭的溶解性有机碳(DOC)含量显著高于其他3种生物炭;紫外-可见光谱分析表明,5种生物炭DOM的芳香性组分含量均较少,腐殖化程度较低,亲水性组分占主导;三维荧光光谱分析表明,秸秆类生物炭DOM的荧光组分物质含量高于木质类和壳类,且各荧光组分含量占比中可溶性微生物降解产物和类胡敏酸比例最高;傅里叶变化红外光谱表明,5种生物炭DOM光谱特征相似,含有丰富的有机官能团(如羧基、酚羟基等)或半醌自由基等。     

崇明岛前卫湖水中有色溶解性有机质的分布和来源

通过溶解性有机碳(DOC)、紫外-可见吸收光谱及三维荧光激发发射矩阵(3DEEM)分析,研究崇明岛前卫湖有色溶解性有机质(CDOM)的分布和来源.结果发现,表层水中DOC的空间分布比较均匀,变化范围为5.87～7.02mg*L-1,平均值为6.35mg*L-1.吸收光谱分析表明,校正吸收系数a355在养殖区最高,为4.58m-1,并呈向两边逐渐递减的趋势,暗示养殖区CDOM可能存在陆源之外的其他来源.进一步的荧光指数(f450/500)分析证实了水生生物源的存在,同时也表明前卫湖水体的CDOM总体上并没有明显偏向陆源或者水生生物源(f450/500为1.50～1.84),而a355与DOC含量的比值和荧光指数存在显著正相关(r=0.787,n=10,P<0.01),说明养殖区存在一个比较明显的生物信号,其可能来源为藻类.三维荧光的分析结果表明,类腐殖酸组分普遍存在于前卫湖CDOM中,且空间差异不大;而类蛋白组分的分布差异较大,可能是影响前卫湖CDOM空间分布的主要因素,这与上述生物源的分析结果相吻合.     

长江口-东海陆架咸淡水混合影响下溶解性有机质的分布及荧光特征

溶解性有机质(dissolved organic matter, DOM)在河口区域的分布特征和环境行为对于研究河口碳的生物地球化学循环具有重要意义。本文研究了受强烈咸淡水混合影响的长江口-东海内陆架断面14个研究点位水体DOM的分布和荧光特征,并进一步探究了其与水环境因子的关联。从淡水端到海水端,溶解性有机碳(DOC)浓度逐渐降低且与盐度呈显著负相关,表明长江输入的有机质在该水域占主导地位。基于三维荧光光谱-平行因子分析进一步解析荧光溶解有机质(FDOM)组分,识别出一个类蛋白组分C1(Ex/Em:278/320)和3个类腐殖质组分C2(Ex/Em:290/385)、C3(Ex/Em:254(341)/424)和C4(Ex/Em:275/501)。在强烈的长江口咸淡水混合影响下,该断面4个FDOM组分的荧光强度最大值(Fmax)均与盐度呈显著负相关关系。具体而言,3个类腐殖质组分的分布主要受长江源类腐殖质在咸淡水混合过程中的稀释效应控制,而C1组分在中低盐度区主要受稀释效应控制,但在高盐度区则主要源于海洋自生源类蛋白贡献。大部分点位荧光指数(FI)介于1.4～1.9之间,表明微生物源...     

城郊关键带土壤中溶解性有机质的光谱特性及其时空变异

溶解性有机质(DOM)作为地球关键带中物质与能量循环的重要活性组分,其与关键带中诸多重要环境过程有着密切关系.本研究以宁波樟溪流域作为城郊关键带的典型代表区域,采集土壤样品,结合紫外可见光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱(3D-EEM)进行特征表征,分析不同类型土壤中DOM的分布特征、影响因素和季节性变化规律.主要结果如下:林地DOC平均含量均大于耕地,其中林地秋季(15.4 mg·L~(-1))林地春季(12.5 mg·L~(-1));耕地秋季(11.9 mg·L~(-1))耕地春季(11.4 mg·L~(-1));DOM结构在紫外可见光谱下表现为耕地DOM芳香化程度(SUVA_(254))、疏水性组分(SUVA_(260))和分子量(S_R)较林地大,其中耕地秋季最为突出;三维荧光光谱结合平行因子分析(PARAFAC)把土壤DOM分为5种组分,主要以富里酸类物质为主(C_1、C_3、C_5),也含有色氨酸、酪氨酸类蛋白质(C_4)和腐殖酸(C_2)等物质,其中耕地春季的腐殖化程度最大,耕地秋季比春季含有较多类蛋白质,林地较耕地含有更多的类蛋白质,林地春秋两季中DOM结构变化不大.     

沙颍河流域水体中溶解性有机质(DOM)的荧光光谱解析

应用三维荧光光谱技术(EEMS),研究了沙颍河流域水体中溶解性有机质(DOM)的荧光光谱特征,并探讨了沿岸生态系统对水体中DOM的性质及来源的影响.结果表明,沙颍河流域水体DOM均存在类色氨酸、类酪氨酸、可见光区和紫外光区类腐殖质4种荧光峰,其中贾鲁河水样中类蛋白与类腐殖质含量均最高.相关性分析显示,沙颍河流域干流和各支流的A、C峰代表的类腐殖质组分均存在共源性.荧光参数分析显示,沿岸土地利用类型以林业为主的澧河水体的DOM陆源性更强,腐殖化程度相对较高;其余各支流受两岸农田及人为排放的影响,水体具有明显的自生源特征,且新生DOM含量较高.贾鲁河荧光特征显示了其水体受人为干扰比较大.     

哈尔滨市降雪中溶解性有机物光谱特性分析

研究雨雪中的溶解性有机物(DOM)将有利于把握其理化性质及其在生态系统中的行为和功能.本研究运用三维荧光光谱(EEMs)技术结合平行因子分析(PARAFAC)、紫外-可见光谱技术(UV-vis),对哈尔滨市2018年3月1日降雪样品中DOM的光谱特性及来源进行解析.结果表明,降雪样品中DOM的相对分子质量较大,芳香构造...     

焦化废水生物出水溶解性有机物特性光谱表征

利用非离子型DAX-8树脂和离子型交换树脂对某焦化废水二级生物出水溶解性有机物(DOM)进行组分分离,从溶解性有机碳(DOC)、紫外-可见光谱、三维荧光光谱、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)等4个方面对组分进行光谱学分析与特征识别.结果显示,疏水性酸性物质(Ho A)、亲水性酸性物质(Hi A)和亲水性中性物质(Hi N)为DOM的主要组分,其DOC含量占总DOC的39.88%、20.85%、25.38%;DOM主要含有单环芳香族化合物或共轭双键类化合物成分,类腐殖质物质和类富里酸物质是DOM的特征有机物;低分子量有机物在亲水性物质组分(HIS)中含量最高,E2 54/E3 65=3.89,E445/E665=1.91,SR=0.926均证明了这一点;亲水性碱性组分(Hi B)组分UV254占比为32%,SUVA值为49.94 L·mg-1·cm-1,不饱和物质和芳香性物质含量最高,芳香化程度最高;Ho A的E300/E400值为2.58,腐化程度最高,组分中含有类富里酸物质.DOM光谱分析能够提供组分中亲疏水性物质的比例、芳香性高低、分子量、发色团及有机基团等信息,可以作为判断废水特征的参考依据.     

可溶性有机物对土壤中主要有机污染物环境行为的影响

概括了环境中可溶性有机物的特点，并系统总结了当前国内外关于可溶性有机物对土壤中主要污染物环境行为的影响的研究进展。阐述了可溶性有机物对农药、多环芳烃在土壤中的吸附、解吸及分配等环境行为所起的作用。最后指出了该方面研究存在的问题及今后应加强的方向。     

Identification of sources,characteristics and photochemical transformations of dissolved organic matter with EEM-PARAFAC in the Wei River of China

• The source of DOM in surface water and sediment is inconsistent. • The DOC content changes differently in surface water and sediment. • The content of DOC in the surface water is lower than that in the sediment. • The DOM in the surface water had higher photodegradation potentials than sediment. Dissolved organic matter (DOM) in rivers is a critical regulator of the cycling and toxicity of pollutants and the behavior of DOM is a key indicator for the health of the environment. We investigated the sources and characteristics of DOM in surface water and sediment samples of the Wei River, China. Dissolved organic carbon (DOC) concentration and ultraviolet absorbance at 254 nm (UV₂₅₄) increased in the surface water and were decreased in the sediment downstream, indicating that the source of DOM in the water differed from the sediment. Parallel factor (PARAFAC) analysis of the excitation-emission matrices (EEM) revealed the presence of terrestrial humus-like, microbial humus-like and tryptophan-like proteins in the surface water, whereas the sediment contained UVA humic-like, UVC humic-like and fulvic-like in the sediment. The DOM in the surface water and sediment were mainly derived from microbial metabolic activity and the surrounding soil. Surface water DOM displayed greater photodegradation potential than sediment DOM. PARAFAC analysis indicated that the terrestrial humic-like substance in the water and the fulvic-like component in the sediment decomposed more rapidly. These data describe the characteristics of DOM in the Wei River and are crucial to understanding the fluctuations in environmental patterns.     

垃圾填埋场渗滤液溶解性有机质特性及其去除技术综述

垃圾填埋场渗滤液所含物质种类繁多,理化特性复杂,且随填埋时间等条件而变化.本文综合分析了垃圾渗滤液溶解性有机质的组成特征、结构特征及随年代变化特征.针对垃圾渗滤液难降解有机质的特性而研发的处理技术包括物化法、高级氧化法和微电解法等,并在实际工程中得到应用.随着越来越严格的渗滤液排放要求,溶解性有机质的去除应充分考虑投资的经济、运行的稳定性和可靠性.     

汾河太原段有色可溶性有机物吸收特性及来源分析

加强城市河流水体有色可溶性有机物吸收特性及来源方面的研究,对认识和理解人类活动影响下河流有机污染物的行为特征具有重要意义.以汾河太原段为研究对象,探讨了CDOM吸收系数与总悬浮物(TSM)、有机悬浮物(OSM)、无机悬浮物(ISM)、叶绿素(Chla)、总氮(TN)和总磷(TP)等水质指标之间的关系,同时对CDOM的特...     

Fluorescence spectroscopic studies of the effect of granular activated carbon adsorption on structural properties of dissolved organic matter fractions

This work investigated the effect of granular activated carbon adsorption (GACA) on fluorescence characteristics of dissolved organic matter (DOM) in secondary effluent, by means of excitation–emission matrix (EEM) spectra, the fluorescence regional integration (FRI) method, synchronous spectra, the fluorescence index defined as the ratio of fluorescence emission intensity at wavelength 450 nm to that at 500 nm at excitation (λ_ex)=370 nm, and the wavelength that corresponds to the position of the normalized emission band at its half intensity (λ_0.5). DOM in the secondary effluent from the North Wastewater Treatment Plant (Shenyang, China) was fractionated using XAD resins into 5 fractions: hydrophobic acid (HPO–A), hydrophobic neutral (HPO–N), transphilic acid (TPI–A), transphilic neutral (TPI–N) and hydrophilic fraction (HPI). Results showed that fluorescent materials in HPO–N and TPI–N were less readily removed than those in the other fractions by GACA. The relative content of fluorescent materials in HPO–A, TPI–A and HPI decreased whereas that in HPO–N and TPI–N increased as a consequence of GACA. Polycyclic aromatics in all DOM fractions were preferentially absorbed by GACA, in comparison with bulk DOM expressed as DOC. On the other hand, the adsorption of aromatic amino acids and humic acid-like fluorophores exhibiting fluorescence peaks in synchronous spectra by GACA seemed to be dependent on the acid/neutral properties of DOM fractions. All five fractions had decreased fluorescence indices as a result of GACA. GACA led to a decreased λ_0.5 value for HPO–A, increased λ_0.5 values for HPO–N, TPI–A and HPI, and a consistent λ_0.5 value for TPI–N.     

表面活性剂及水溶性有机物对菲生态毒性的影响

采用室内培养试验及化学试验研究了表面活性剂及水溶性有机物(DOM)对土壤中菲对小麦的生态毒性的影响.结果表明,绿肥和猪粪堆肥DOM具有具有类似表面活性剂的表面活性性质,且猪粪堆肥的表面活性较大;在本试验条件下,DOM对菲对小麦的生态毒性有减轻作用,而表面活性剂对菲生态毒性有增加的趋势;当DOM和表面活性剂共存时,菲的生态毒性则比DOM单独作用时的结果强,而弱于表面活性剂单独作用的结果.     

渭河浮游生物群落结构特征及其与环境因子的关系

渭河是黄河第一大支流,是黄河流域生态保护与高质量发展的重要研究区域.为了掌握渭河浮游生物组成结构及生态环境现状,于2018—2019年分两个季节在渭河开展4次水生态调查,研究分析了渭河浮游生物群落结构特征及其影响因子.调查结果显示,浮游植物有8门53种,以绿藻门和硅藻门为主,占比分别为43.4％、33.9％;浮游动物4...