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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

2021-03-25高红杰郑昭佩于会彬

生态与农村环境学报 2021年3期

崔 兵,高红杰,郑昭佩,于会彬①

(1.山东师范大学地理与环境学院,山东 济南 250358;2.中国环境科学研究院流域水污染综合治理中心,北京 100012)

溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)是一种广泛存在于水环境中的复杂有机质,通常指能通过0.45 μm孔径滤膜,由脂肪族和芳香族以及羟基、羧基和氨基等多种官能团组成的有机物连续体或混合体[1]。水体中DOM来源分为内源与外源[1-3],内源主要指水体生物活动,如藻类释放和水体微生物等自身腐烂分解产生的有机物;外源指大气、陆地等生态系统的有机物通过降雨、径流和渗滤等过程进入水体。DOM能够影响营养盐释放,且可与水体中重金属相互作用,影响水体中微量金属离子的形态、毒性和迁移转化过程及生物有效性,在水域生态系统生物地球化学循环过程中发挥着重要作用[4-5]。近年来由于人类活动对河流的影响,入河污染物负荷增大,导致河流中有机质含量增加,影响了河流水质特征,加剧了水质恶化。蒲河是一条典型城市污染河流,上游河段位于人口较少的清洁区;中游和下游河段分别位于工业发达的工业区和人口密集的居民生活区,承接的大量工业废水和生活污水中的有机污染物加剧了蒲河水质恶化。

目前,研究水体中DOM组成结构的方法主要有荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、傅里叶红外光谱和核磁共振等技术。荧光光谱包括激发/发射光谱、同步光谱和三维荧光光谱(three-dimensional excitation-emission matrix,EEM)[6],其中EEM具有信息全面、灵敏度高、用量少和不破坏样品结构等优点,可以通过特征荧光峰的激发/发射波长及荧光强度,确定DOM种类及含量,因此在DOM解析中得到广泛应用[7]。……

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