西安市典型时期水体中DOM的组成特征、紫外荧光光谱特性及来源分析

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水体DOM在和其环境中二氧化碳的循环、水中植物的光合作用、水总微生物的新陈代谢、污染物的氧化还原等活动息息相关。因此,水环境中DOM的组成、光谱特征和来源是环境污染控制界重点关注和研究的领域之一。利用三维荧光分光光度法和紫外光谱法等测定方法,采用平行因子分析法和相关性分析,探究典型时期西安市水体DOM的荧光组分、紫外荧光光谱特性和来源,并探寻DOM紫外荧光光谱参数和水质参数的相关性,以期发现用以表征和实现快速检测DOM含量或性质的光谱参数。以期揭示水体DOM的迁移规律和环境指示意义,为水体水质改善和生态环境修复提供基础依据。西安市水体的p H值、DO和电导率分别为6.91-8.91、4.2-16.7 mg/L和144-2050μS/cm。枯水期水体p H最低,溶解氧和电导率最高;平水期水体p H值相对最高,丰水期DO和电导率最低。水体中DOC含量为1.69-9.74 mg/L,三个时期DOC平均浓度由高到低依次为:平水期、枯水期和丰水期。西安市枯水期、平水期和丰水期水体DOM中均含有类腐殖质(类富里酸),枯水期和平水期DOM中还含类蛋白质,丰水期还含胡敏酸和浮游植物产生的腐殖质。枯水期水体DOM中2类类腐殖质占比和为74.12%,平水期水体DOM中类蛋白质和2类腐殖质(C1+C2)占比分别为47.67%和52.33%,丰水期DOM中类富里酸C1占比为52.73%,类胡敏酸C2占比为26.55%。枯水期水体DOM属于类腐殖质主导型,丰水期DOM主要荧光组分为类腐殖质(类富里酸和类胡敏酸)。水体DOM的UV254、UV253/UV203、SUVA254、SUVA260、E2/E3、E3/E4、S350-400和SR值分别为0.024-0.234 cm-1、0.009-0.124、1.30-9.01 L·(mg·m)-1、1.20-8.47L·(mg·m)-1、3.6-29.0、2.5-31.0、0.001-0.050 nm-1和0.30-3.17。水体DOM的UV254、α300、α350、α355平均值、疏水性组分和腐殖质含量相对大小顺序是:丰水期>枯水期>平水期,苯环取代程度强弱依次为:丰水期>平水期>枯水期。平水期水体DOM的分子量相对最低,丰水期水体DOM的芳香化程度相对较强。三个时期潏河水体DOM苯环取代程度下游高于上游,而沣河DOM苯环取代程度和疏水性组分相对含量为下游低于上游。枯水期和平水期灞河、渭河和潏河水体DOM中疏水性组分含量下游大于上游。水体DOM的FI值、HIX值、BIX值和β:α值分别为1.50-2.54、0.58-78.26、0.56-3.98和0.53-3.11。枯水期水体DOM的来源主要以内源为主,部分水体兼具内源与外源混合特征,具有较强或中等强度的自生源特征,腐殖化程度较弱。平水期大部分水体DOM的自生源特征明显、DOM中新近产生的占比较多,腐殖化程度较弱。丰水期大部分水体DOM的来源主要以内源与外源混合为主且具有强腐殖质特征,自生源特征相对较弱。西安市水体的UV254、α300、α350、α355及荧光峰D、荧光峰E的荧光强度均可间接表示三期水体中COD、IMn和DOC含量。水体DOM的自生源特征与水生生物活性呈正相关。枯水期和丰水期水体DOM的E2/E3与E3/E4、S350-400呈两两相互正相关性(P<0.01),枯水期和平水期水体DO M的E3/E4和SR呈负相关。
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