黑龙江流域典型断面水体DOM荧光特性分析

作者：张道萍; 张铃松; 孟凡生^*; 王业耀; 杨琦; 薛浩; 叶匡旻

来源：环境科学研究, 2021, 34(05): 1099-1110.

DOI：10.13198/j.issn.1001-6929.2020.08.08

• 溶解性有机物(DOM)
• 三维荧光光谱(3D-EEMs)
• 平行因子分析(PARAFAC)
• 荧光特征
• 来源解析

为研究黑龙江流域水环境腐殖质的组成、时空分布特征及来源特征,通过野外调查、静态浸泡试验和动态淋溶试验,利用三维荧光激发-发射矩阵结合平行因子分析(EEM-PARAFAC)及荧光定量指标,分析水体DOM (dissolved organic matter,溶解性有机物)的荧光特性和来源特征.结果表明:(1)ρ(CODMn)在平水期和丰水期出现了畸高现象,平水期和丰水期水体DOM的相对含量高于冰封期.水体DOM识别出4种荧光组分[长波段类腐殖酸(C1)、短波段类腐殖酸(C2)、类富里酸(C3)和类色氨酸(C4)],其中类腐殖质总贡献率在50%以上,属于类腐殖质主导型.平水期、丰水期和冰封期水体DOM的FI (荧光指数)值分别为1.48～1.61、1.51～1.63和1.52～1.79,BIX(生物源指数)值分别为0.56～0.75、0.55～0.73和0.61～0.92,HIX(腐殖化指数)值分别为5.84～13.42、5.70～15.78和2.84～12.05,表明水体DOM是陆源和自生源贡献相结合,具有自生源特征和强腐殖质特征.(2)通过静态浸泡试验模拟土壤溶解,识别出5种荧光组分,除C1～C4外,还识别出类酪氨酸(C5);通过动态淋溶试验模拟降雨过程,识别出4种荧光组分(C1～C4).土壤DOM的荧光特性与水体DOM相似,表明水体DOM与土壤DOM具有相似的来源.(3)3个水期各荧光组分的荧光强度均与ρ(DOC)呈线性相关.其中,C1、C2和C3的荧光强度与ρ(DOC)均呈显著线性相关,平水期、丰水期、冰封期C1的相关系数分别为0.776 2、0.852 4和0.956 8,C2的相关系数分别为0.478 3、0.265 9和0.878 4,C3的相关系数分别为0.658 2、0.802 5和0.954 5;但C4的相关系数差别较大,分别为-0.064 4、0.021 9和0.847 4,说明类腐殖质荧光组分是DOC的主要来源.研究显示,黑龙江流域水体DOM以类腐殖质为主,水体DOM具有强腐殖质特征,源头水的背景值较高.

• 单位
  中国环境科学研究院; 中国环境监测总站; 中国地质大学（北京）