基于紫外可见吸收光谱微型污染溯源站的村镇水环境监测技术研究

为实现村镇分散度高、随机性强的水环境污染的高效管控,采用以紫外可见吸收光谱技术为核心的微型污染溯源站,于2022年4月1—14日对某县域村镇的河流水环境开展了在线监测溯源研究。结果表明,监测期间共发生2组污染事件,微型污染溯源站快速响应,氨氮、电导率等常规指标之间具有较强的相关性,各指标中,氨氮受冲击波动最为显著,最适合用于污染事件报警。通过紫外可见吸收光谱可识别污染事件之间的差异,第1组污染事件光谱特征为205 nm波长吸光度下降,疑似为硝态氮浓度下降;第2组污染事件光谱特征为230 nm波长出现显著吸收峰,疑似为水中烯-酮共轭双键类有机污染物含量大幅增加。多元线性回归拟合结果表明,2组污染事件可能分别由污水处理厂工艺波动导致的超标排放和上游化工类企业的偷排造成。研究结果为微型污染溯源站实现对不同污染情景的报警和溯源提供了依据。     

干湿季节下再生水补给河流的溶解性有机物组成特征及其与致病菌基因的相互关系

水体中溶解性有机物（DOM）对各种类型污染物的迁移转化具有重要影响.为了考察干湿季节下再生水补给水体的DOM分子多样性变化及其主要成分对致病菌分布及迁移的影响,本研究以北京两个典型的再生水补给水体（清河和沙河水库）为对象,分别在旱季和雨季采集水样,采用三维荧光光谱（3D-EEM）、平行因子分析（PARAFAC）、光谱指数（FI、HIX和BIX）和¹H-NMR等方法分析水样的DOM,并采用定量PCR测定目标致病菌基因（ecfX、mcr1、gltA、tcpA和23S rDNA）的相对丰度.结果发现,清河和沙河水库水样的DOM分别为5个和4个组分,主要以自生源为主,且微生物活性较高,降雨会导致腐殖酸类有机质的输入.¹H-NMR分析表明,清河和沙河水库水样中DOM有6个氢核基团,旱季以烷氧基和脂肪族羟基基团为主,雨季则以羧基或芳香环氢核基团为主.相关性分析结果表明,旱季致病菌基因的相对丰度与DOM特征组分的相关性较弱;雨季DOM更利于与致病菌表面吸附,致病菌基因的相对丰度与CH₃、CH、CHO/N、H_Ar、H_p和CH-α呈显著相关性（p<0.05）.     

除草剂莠去津对过氧化氢酶中酪氨酸微区的影响

应用紫外差光谱和荧光光谱研究了除草剂莠去津对过氧化氢酶中酪氨酸微区的影响.通过紫外差光谱发现,当9.1＜pH＜9.9之间变化时,差光谱吸收△A_260nm急剧变化,酪氨酸酚羟基的表观离解常数pK_侧链=9.5莠去津与过氧化氢酶作用后,可能是由于氢键的作用,紫外差光谱和荧光光谱都有一定的红移现象产生,但其表观离解常数未发生改变.SDS对其荧光性质有较大的影响;过氧化氢酶的荧光能被KI碰撞猝灭研究表明,酪氨酸残基可能是处于过氧化氢酶的亲水内核,莠去津可能与过氧化氢酶形成氢键,但对酪氨酸微区影响不大.     

夏季巢湖入湖河流溶解性有机质来源及其空间变化

使用紫外-可见光吸收光谱（UV-vis）和三维荧光光谱-平行因子分析法（EEM-PARAFAC）,分析了2019年夏季巢湖流域丰乐河、杭埠河、岐阳河、兆河和南淝河水体溶解性有机质（dissolved organic matter,DOM）的来源及其空间变化.结果表明,南淝河DOM吸收特征参数SUVA₂₅₄显著低于其它河流,而光谱斜率比S_R显著高于杭埠河,表明城市污染物径流排入降低了南淝河水体DOM的芳香性,但对其分子量影响较低.南淝河DOM荧光指数（FI）和生物源指数（BIX）大于其它河流,而腐殖化指数（HIX）低于其它河流,指示其DOM自生源高于其它河流.使用EEM-PARAFAC从河流DOM中提取出4种类腐殖质组分（C1~C4）和2种内源类蛋白荧光组分（C5、C6）,其中,类腐殖质组分包括陆源有机质（C1、C3和C4）和微生物降解产物（C2）.沿河流方向,5条河流河水溶解性有机碳（dissolved organic carbon,DOC）、 a（355）和DOM荧光组分呈不同的空间变化特征,其中丰乐河、杭埠河、岐阳河和兆河DOM受农田土壤径流输入影响明显,而南淝河DOM主要受城市污染物径流和污水处理厂出水影响.     

冬季长江口渔场游泳动物群落种类组成和多样性的年代际变化

根据1991—2011年间3个代表年冬季长江口渔场的调查数据,对该海域游泳动物群落的年代际变化进行了研究。结果表明：1991—2011年,游泳动物种类数总体表现为升高的趋势,其中鱼类的增加幅度较小,甲壳类和头足类的增加幅度较大。以重量和尾数为代表的资源密度指数均表现出先下降后升高的趋势。平均体重先呈现急剧下降然后继续小幅下降的趋势。1991年优势种类数为7种,2001年为9种,2011年为7种,后2个年份和1991年相比,优势种发生了较大的更替。细点圆趾蟹（Ovalipes punctatus）和龙头鱼（Harpadon nehereus）为3个年份的共同优势种。游泳动物的站位平均种类数呈现持续升高趋势,而站位平均丰富度指数、多样度指数和均匀度指数则呈现出先升高再降低的趋势。1991和2001年、1991和2011年之间的平均相异性较高,均超过60%,而2001和2011年之间的平均相异性较低,为36.05%;引起群落差异的主要种类数呈增加的趋势,生态类群也逐渐扩大。游泳动物长度谱呈现逐渐变窄的趋势,主要是由于群落中的生物种类演替、小型鱼类数量增多和大型鱼类的群体年龄结构降低等原因造成的。