表观污染地表水中溶解性有机物(DOM)的分布特征及来源研究

来源 :苏州科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:crosswind123
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为了揭示苏州景观河道中溶解性有机物(DOM)的分布特征和来源,弄清景观河道中DOM与水体表观污染的关系。本研究以苏州姑苏区的23条景观河道为对象,从2019年7月至2020年12月,每月采集一次样品。使用三维荧光光谱、紫外可见吸收光谱、高效液相色谱和常规的水质指标,分析了景观河道中DOM的特性和来源情况,得出如下结果:(1)苏州古城区内景观河道水体总体上表现为氮、磷营养盐污染。水体中的DOM解析出4种荧光组分,分别为自源类色氨酸C1(235,290/349 nm),陆源类腐殖质C2(250,315/403 nm),类色氨酸和酪氨酸的混合物C3(230,275/319 nm)和UVA类腐殖质C4(240,350/459 nm)。相关性分析表明各个组分之间具有同源性,荧光组分与氮类营养盐和叶绿素a(Chl a)存在显著相关性,DOM与氮营养盐迁移转化、藻类活动有关。景观河道DOM中类蛋白类物质含量最多,类蛋白类物质的总荧光强度比例为66.36%~76.84%,类腐殖质荧光强度比例为23.15%~34.74%。在4种污染类型水体中,组分C1和C4含量没有明显差距,组分C2和C3含量差距较大,有机主导型水体中C2含量最大,无机主导型水体C3含量最大。分析了水体中DOM的荧光指标和吸收光谱指标,得出各种表观污染类型水体中荧光指数FI、自生源指数BIX均较大,且腐殖化指数HIX小于3.5,腐殖化程度弱,主要为内源;有机主导型中吸收系数α254最大,芳香性最强。各种类型水体中吸收系数比值E2/E3均小于3.5,E2/E4较大,光谱斜率比值SR大于1,DOM相对分子量较小,河道水体DOM的来源中内源贡献较大。(2)汛期初期时受初期雨水影响,河道中DOM的总荧光强度较强,而在汛期中期和后期,DOM的荧光强度显著降低。荧光特征参数表明,在汛期初期时DOM的内源性特征显著,到中期时陆源性显著,到后期又以内源占主导。整个汛期SUVA254、SUVA260和E2/E3都呈现相同趋势,先降低而后升高。受汛期连续强降雨的影响,河道中氮磷营养盐含量增加,但在汛期较强的水动力条件的条件下,藻类并未大量增殖,直到汛期结束后藻类开始大量增殖。荧光组分C2、C3和C4与特征参数(FI,HIX,BIX,β/α)有显著相关性(P<0.01),所有荧光组分与DOC均有显著相关性(P<0.05),荧光组分C1与叶绿素a(Chl a)有显著相关性。主成分(PCA)分析表明汛期不同时期河道中DOM组分差异显著,汛期连续强降雨对水体中C2、C3和C4组分含量影响显著。(3)间隙水和上覆水中DOM的分子量均为1KDa左右,且随着时间的推移分子量均有变大的趋势。间隙水和上覆水中DOM均是类蛋白质类含量最高,占比达到68%~79%,类腐殖质含量较低,占比在21%~32%左右,而且均以低激发色氨酸占主导。7月至9月,间隙水中DOM含量大量提升后,上覆水中DOM含量逐渐提升,可能是源于夏季藻类爆发后沉积到河底,而后再裂解释放到间隙水和上覆水之中。间隙水和上覆水的荧光指标FI在7月时差异较大,而后以相同的变化趋势先增大后减小,但都大于1.2。自生源指标BIX指标值都大于0.8,且偏向于1。腐殖化指标HIX值均小于4,而且间隙水和上覆水都以相同的趋势变小。苏州景观河道中间隙水和上覆水中DOM关系紧密,间隙水是上覆水中DOM潜在来源。
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