天津大沽排污河及大沽沙航道水体中CDOM光谱分析

应用紫外–可见吸收光谱、三维荧光光谱对大沽排污河及大沽沙航道水体中有色溶解有机物(CDOM)的空间分布、组成、来源进行了分析.结果显示吸收系数a_(355)变化范围为1.73~23.62,m~(-1),CDOM丰度空间分布为大沽排污河下游最高,上游次之,大沽沙航道最低,表明大沽排污河下游水体有机污染负荷最大.CDOM荧光物质包括类蛋白质(T1、T2)和类腐殖质(A、C、M)两类组分,以类蛋白质组分的百分比最高,但相关性分析表明类腐殖质组分与CDOM的吸收相关性更好.A峰和C峰对应的最大发射波长及紫外–可见吸收光谱参数E253/203结果显示,大沽排污河下游水体CDOM芳香性较高,且芳香环取代基中含有较多的羟基、羰基、羧基、酯基.荧光指数HIXb显示大沽排污河下游水体CDOM来源以陆源输入(工业废水)为主,而排污河上游及航道水体CDOM主要由生物活动产生.     

长江口有色溶解有机物光谱特性及其示踪溶解有机碳研究

通过测定2014年2、3月份长江口表层水中有色溶解有机物(CDOM)吸收光谱及溶解有机碳(DOC)质量浓度,分析了CDOM吸收系数a330的水平分布、光谱斜率比(SR)和比紫外吸光度(SUVA254),探究了CDOM的来源及其与DOC的关系.研究表明:研究区域a330范围为0.45~3.10,m-1,平均值为(1.34±0.90)m-1.CDOM吸收光谱和DOC质量浓度与盐度均呈负相关性(R2=0.959,0,0.820,8),表明二者的来源都是以陆源为主,且二者的河口混合行均表现为保守混合.由SUVA254随盐度增大而减小得知,陆源CDOM相对于海源CDOM的芳香性较强.SR与盐度关系符合保守混合模型,说明研究区域的SR主要受物理作用影响.a330与DOC质量浓度呈正相关性(R2=0.852,5),表明CDOM可以作为DOC的示踪物质.     

鄱阳湖夏季有色可溶有机物空间分布及其和浮游藻类的关系分析

有色可溶有机物(CDOM)的分布及光学性质对于研究湖泊水体富营养化和水色遥感具有重要的科学意义.该文通过紫外分光光度法定量研究了2016年夏季鄱阳湖水体不同区域的有色可溶有机物光吸收特性,分析了a_CDOM(440)与光谱斜率比值(S)的关系,讨论了CDOM吸收系数与藻类及其他环境因子之间的关系,并与其他湖泊和水库相比较.研究结果表明:鄱阳湖水体在440 nm波长处的吸收系数为0.13～2.17 m^-1,均值为(0.93±0.54)m^-1.不同区域的CDOM含量差异显著,排序依次为主航道>珠湖区>南矶山水域,表现为3种典型吸收光谱曲线.夏季在300～440nm波长处S与CDOM有很好的相关性.鄱阳湖CDOM分别来源于藻类降解、沉积物扰动和河流流入.珠湖区CDOM来源主要为内源性,由浮游植物降解所产生.南矶山水域CDOM来源于赣江等河流汇入以及养殖肥水排入,其吸收系数与水体总磷关系密切.     

韩江口及邻近海域夏季营养盐和溶解有机质的河口化学特征

韩江三角洲(包括韩江、榕江和练江)为我国六大三角洲之一，但该海域生源要素的河口化学特征知之甚少.2010年夏季开展了韩江口及邻近海域营养盐、有色溶解有机质(CDOM)来源、分布及河口行为的初步调查.走航及断面温、盐分布显示，韩江口夏季存在南、北两个羽流区且水体层化明显.溶解无机氮、硝酸盐、硅酸盐与吸收系数(a₃₅₀)、类腐殖质荧光组分呈表观保守混合行为，而亚硝酸盐、铵盐、活性磷酸盐及类蛋白质组分随盐度波动较大.北羽流混合区硅酸盐河端外推值高于南羽流混合区，说明韩江流域硅酸盐风化作用强于榕江流域.北羽流混合区a₃₅₀以及类腐殖质组分的河端外推值高于韩江干流及入海口，表明在河口低盐度区存在添加作用.与东南沿海其他河流相比，韩江具有特征性的高硅酸盐∶溶解有机氮浓度比(1.9)和低CDOM丰度，人为影响程度相对较小，韩江口海域表现为潜在性磷限制特征.     

2005年夏季台湾海峡南部有色溶解有机物质吸收特征及其来源初探

2005年7月对台湾海峡南部有色溶解有机物质（CDOM）吸收特性的调查结果表明，CDOM在355nm波段的吸收值（ag（355）．紫外可见分光光度法）变化范围在0．02～0．27m^-1之间，平均0．13m^-,与大洋水体相近；光谱斜率Sg（拟合光谱范围300～500nm）为0．017～O．043nm^-1，平均0．022nm^-1,ag（355）的空间分布特征及其与盐度、叶绿素a的相关关系提示在本次观测期间．该海域有色溶解有机物质主要来源于现场生产，但东山以南近岸表层水中陆源影响为显著．与浮游生物活动有关的紫外区波段（300～350nm）强吸收信号的出现，进一步说明了该海域有色溶解有机物质现场生产机制的重要性．     

孝义河枯、丰水期溶解有机物(DOM)的光谱特征

采用紫外-可见光谱和激发-发射矩阵光谱与平行因子分析相结合的方法，研究了孝义河溶解有机物(DOM)光谱特征和荧光成分的时空变化，分析了DOM与水质参数的关系.结果表明：枯水期发色团溶解有机物(CDOM)浓度、芳香性、分子相对质量和光化学反应活性显著高于丰水期(P<0.01),丰水期的腐殖化程度高于枯水期；模型共检出3种类腐殖质组分(C1,C2和C3)和1种类蛋白组分(C4),枯水期腐殖质成分和类蛋白成分来源于流域点源排放，丰水期蛋白质成分来源于点源，腐殖质成分受点源和面源共同影响；荧光溶解有机物(FDOM)组分与水质参数的相关性和回归分析表明其对关键水质指标(化学需氧量，COD)具有良好的预测能力.因此，DOM的紫外光谱参数和荧光组分可用于快速水质监测和污染源指示.     

生化-物化法处理渗滤液溶解性有机物光谱特征

为了研究垃圾渗滤液中溶解性有机物(DOM)在生化-物化组合工艺处理过程中的降解特性,采用XAD-8和XAD-4树脂将DOM分成五种组分,并结合紫外和荧光光谱对DOM及其组分降解变化进行探讨.研究表明,组合工艺能有效降低渗滤液中DOM,溶解性有机碳(DOC)去除率达99.64％,其各组分去除率在99.48％～99.73％...     

长江口及邻近海域水体反射率的模拟

通过对2009年8月和11月水体光学特性的分析发现：长江口邻近海域夏秋两季反射光谱曲线由于悬浮泥沙、浮游植物以及黄色物质的影响呈现4种形状;叶绿素a浓度与浮游植物吸收系数可通过两种方式建立良好关系;将水体各组分光学特性参数化,并结合叶绿素a浓度与吸收系数的两种关系分别建立水体反射光谱参数模式,从而可以对水体遥感反射光谱进行模拟,模拟曲线的均方根误差分别为0.004 4和0.004 5.在模式的建立中,根据长江口海域水体组分浓度的分布状况,对悬浮泥沙浓度以及叶绿素a浓度进行分类,得到不同水体组分浓度下反射率光谱曲线;然后分别获得模式参数并进行模拟,得到的反射率模拟曲线与实测相对均方根误差为0.003 5,具有更高的模拟精度.     

非色素物质吸收光谱拟合方法比较

有色溶解有机物质(CDOM)与非色素颗粒物质的吸收皆有随波长增高而类指数函数递减的特征,二者统称非色素物质吸收,其光谱斜率S是海洋水色遥感半分析算法中的一个重要参数.本文基于现场实测数据,比较3种获取该参数的拟合方法,结果表明,增加背景参数K的非线性方法能够有效校正长波段散射的影响,与利用自然对数-线性方法以及一般非线性方法(不含背景参数K)比较,R2的标准偏差(SD)小,受水体类型的影响小.这一结果对于半分析算法的发展具有应用价值.     

长江口滨海湿地植物群落潮沟水体有机碳动态及其影响因素

潮沟系统是滨海湿地与外界环境之间横向碳交换的重要通道.本研究以长江口滨海湿地典型植物群落(禾本科Poaceae和莎草科Cyperaceae)为研究对象,调查了不同潮汐(小潮期与大潮期)退潮过程中潮沟水体可溶性有机碳(DOC)和颗粒态有机碳(POC)的季节变化.结果表明,潮水向外输出的过程中,DOC和POC从高潮滩到口外浅水光滩均逐渐变化,大潮期时不同生境潮沟的有机碳丰度一般比小潮期高.在具有较高植物生物量和土壤有机碳储量的Poaceae群落中,各季节潮沟水体DOC含量均显著高于Cyperaceae生境潮沟;相反,各季节Cyperaceae群落潮沟POC含量则高于Poaceae群落潮沟.此外,Poaceae群落潮沟在各季节均表现为DOC净输出,而POC为净输入,各季节DOC和POC在Cyperaceae群落潮沟均呈现净输出趋势.     

黄浦江水中卤乙酸前体物的荧光光谱分析

使用三维荧光光谱(3D- EEMs)分析黄浦江水中的有机物特性.结果表明,黄浦江水3D- EEMs包含2个类蛋白峰(T峰)和1个类腐植酸峰(A峰),其中类蛋白质峰较高,说明污染较为严重.类腐植酸峰沿着水厂工艺流程的变化与传统指标高锰酸钾指数DCODMn、紫外吸收AUv 254和溶解性有机碳ΡDOC的变化一致.卤乙酸生成潜能实验表明,随着氯化反应程度的增加(增加反应时间、从氯胺转到自由氯消毒以及增大自由氯的投加量),三维荧光光谱特征值减少,相对应的卤乙酸(HAAs)生成量增加.投加溴离子后,氧化能力随自由氯含量降低而降低,而取代能力随次溴酸增加而增加,所以反应后水体中残余有机物的三维荧光光谱特征值增加,而HAAs先升后降.三维荧光光谱可作为水中溶解性有机物的补充指标,更全面反映水中有机物的变化.     

外电场作用下球形量子点的光学性质

在有效质量近似下,运用变分法研究了外电场作用下球形量子点GaN/Al_xGa_(1-x)N的光吸收系数,数值计算了基态和第一激发态的波函数和能级,获得了吸收系数随电场、组分、量子点尺寸以及光强的变化关系.结果表明,随电场强度和量子点尺寸的增加,总吸收系数曲线峰值的位置向长波方向移动,总吸收系数曲线峰值降低;随着Al组分的增加吸收峰发生蓝移,总吸收系数峰值升高;总吸收系数随着光强的增加吸收峰值降低.     

不同潮汐条件下珠江河口黄色物质光谱吸收特性

珠江河口位于珠江三角洲下游,淡水输入源多,咸淡水交换频繁,潮汐对其水体光学特性的影响是个尚待研究的问题。基于4 d的定点观测数据发现:珠江口CDOM浓度ag(355)涨潮时均值1.01±0.31 m~(-1),落潮时均值1.18±0.37 m~(-1),浓度分布呈现口门内高、口门外低的空间分布特征及落潮高、涨潮低的时间特征,且在湾口区涨潮、口门内落潮时的波动较小;CDOM吸收光谱的衰减斜率Sg涨潮时均值0.018 6±0.002 9 nm~(-1),落潮时均值0.017 7±0.002 3 nm~(-1),落潮普遍低于涨潮且空间差异小;Sg和相对分子量M(250 nm和365 nm处的吸收系数比值)正相关,涨潮时量值均较大;盐度与ag(355)在湾口外表现出明显的负相关,且落潮时的相关性较好,但该关系在洪季的口门内并不显著。因此,珠江河口(尤其在湾口以上区域)CDOM在落潮时的吸收特征较稳定。在水质遥感反演时,应根据影像区域及成像时刻的涨落潮情况选择合适的CDOM吸收特征量值。     

添加有机肥对滨海盐渍土壤溶解性有机碳特征的影响

【目的】研究添加有机肥对滨海盐渍土壤溶解性有机碳(DOC)的影响,探究土壤DOC的组分来源以及滨海盐渍土壤碳库的稳定性,为改良滨海盐渍土并发挥其碳汇效应提供依据。【方法】以江苏大丰滨海两种不同盐分的盐渍土壤为研究对象,利用紫外-可见光谱和三维荧光光谱结合平行因子分析法,分析添加牛粪有机肥后两种盐渍土壤中DOC含量及紫外-可见光谱、三维荧光光谱特征的动态变化。【结果】添加有机肥的土壤DOC含量显著增加,且有机肥的添加提高了土壤DOC的腐殖化程度,试验第15天和第60天时高盐土壤DOC的腐殖化程度更高,土壤中DOC主要来源于添加的有机肥。三维荧光光谱特征显示,添加有机肥后土壤DOC中类富里酸峰较为明显。平行因子分析法将土壤DOC分为4个荧光组分:C1为外源类短波类腐殖质组分(紫外光区为类富里酸、海洋类富里酸),C2为外源类腐殖质组分(紫外光区、可见光区均为类富里酸),C3为内源类蛋白质组分(类络氨酸、类色氨酸),C4为内源类蛋白质组分(类络氨酸),随时间的变化各组分的占比也表现出不同的情况。【结论】滨海两种盐渍土壤添加牛粪有机肥后,土壤中DOC的含量、类腐殖质组分占比及腐质化程度均显著提高,类络氨酸组分的占比显著降低(P<0.05)。添加有机肥有利于盐渍土壤中活性碳库的稳定,但由于影响DOC的因素众多,不同的盐渍土壤表现情况各异。     

山仔水库间隙水不同分子质量CDOM来源及分布规律

选择福州山仔水库沉积物间隙水中不同分子质量的有色溶解性有机质(CDOM)为研究对象,基于吸收和荧光光谱并结合平行因子分析法(PARAFAC),研究水库沉积物间隙水中不同分子质量CDOM的来源和分布规律.结果表明,间隙水中不同分子质量CDOM的分布规律与总量的分布总体一致.沉积物间隙水中CDOM的主要成分是腐殖化程度中等的陆源可见光富里酸.水面开阔的库区有利于陆源有机质沉降到库底并释放到间隙水中.库区间隙水中CDOM总量大小依次为水库中游坝前水库上游.水库开阔区域对分子质量5~10 ku CDOM的截留效应显著,导致坝前沉积物间隙水中该分子质量级别的CDOM含量相对较低.     

九龙江口红树林与毗邻水域营养盐和有机碳的潮水交换

红树林缓解近海富营养化、维持近海生物多样性的功能已成共识,但此功能的大小却鲜有报道.在福建九龙江河口,对红树林与其毗邻水域通过潮汐的物质交换进行了定量研究.结果表明:通过潮汐的作用,九龙江口红树林具有吸收毗邻水域氮、磷营养盐的作用,溶解无机氮(DIN)和溶解无机磷(DIP)的吸收量分别为-0.40和-0.04kg/(hm2·d);具有向毗邻水域输出有机碳的作用,溶解有机碳(DOC)和颗粒有机碳(POC)的输出量分别为0.07和0.01kg/(hm2·d).因此,九龙江口红树林是近海水域无机营养盐的汇、有机碳的源.     

在特定环境中气溶胶组分光学特性的分析

基于Mie散射的OPAC软件包,分析了在激光雷达探测气溶胶时的3种特定环境(大陆洁净、大陆污染、海上污染)下各种气溶胶组分对光学特性(消光系数、散射系数、吸收系数、激光雷达比)的影响,对比了在550、1 000 nm这2个波长下的变化规律.研究结果表明:在550、1 000 nm这2个波长下不同环境中气溶胶组分的消光系数、散射系数随水滴数浓度的增加均呈线性递增,大陆洁净型和大陆污染型气溶胶环境的吸收系数变化均比较缓慢.在海上污染型气溶胶环境中,当气溶胶组分为积聚模态海盐和粗模态海盐时,水滴数浓度的变化率为0,这表明在这2种气溶胶组分环境下,吸收系数不随水滴数浓度的变化而变化; 激光雷达比受雷达波长和气溶胶环境组分2个因素的影响,该值在大陆污染型气溶胶环境下的变化最为明显,在水溶性和非水溶性组分下大幅递减,而在煤烟组分下大幅递增.     

上海城市内河中有机碳含量的时空变化及影响因素分析

2015年12月至2016年12月间,对苏州河、黄浦江4个固定站点的表层水样进行逐月采集,测定溶解态有机碳(dissolved organic carbon, DOC)和颗粒态有机碳(particulate organic carbon, POC)的含量,结合总悬浮颗粒物(total suspended matter, TSM)和稳定碳同位素(δ~(13)C)等参数,研究有机碳的时空变化,并对其影响因素进行初步分析.结果显示,苏州河非汛期时上游DOC质量浓度(4.52±0.48 mg·L~(–1))明显高于下游(3.66±0.32 mg·L~(–1)),而汛期上下游DOC质量浓度无明显差异,推测在汛期与非汛期DOC在上下游输送过程中的停留时间不同可能是DOC空间分布存在差异的主要因素.苏州河汛期颗粒物δ~(13)C(–29.1‰±1.0‰)比非汛期(–28.1‰±0.6‰)更负,表明汛期浮游生物的生长对POC贡献更大.苏州河汛期与非汛期POC质量分数(POC%)则无明显差异,但非汛期POC%平均值(6.01%±2.27%)略高于汛期(4.10%±0.99%).黄浦江DOC(年平均值3.56±0.31 mg·L~(–1))和POC%(年平均值2.18%±0.56%)上下游差异不明显, DOC呈现冬高夏低的特征.汛期更负的δ13C(–28.1‰±0.9‰)与更低的TSM(79.1±26.4 mg·L~(–1))显示黄浦江汛期时主要受到了太湖来水的影响, POC%表现出汛期高、非汛期低的特征.两条河的有机碳输送均以DOC输送为主,水体自净能力的差异使得苏州河DOC/POC变化范围大于黄浦江.从历史数据比对分析来看, 2005—2016年黄浦江DOC质量浓度逐渐降低,一定程度上表明了污水治理三期工程对黄浦江的有机污染治理初显成效,但总有机碳(total organic carbon, TOC)质量浓度的高值表明黄浦江有机污染仍处于较高水平.     

南黄海及长江口邻近海域夏季溶解有机碳的分布特征及其影响因素

【目的】海水中溶解有机碳(DOC)的研究对于碳的生物地球化学循环具有重要意义。通过对南黄海及长江口邻近海域夏季溶解有机碳的分布特征及其影响因素的研究,为进一步丰富我国陆架边缘海碳循环的研究提供数据支持和参考依据。【方法】利用高温燃烧氧化法对2013年夏季南黄海及长江口邻近海域水体中的DOC进行测定,初步分析夏季南黄海DOC的分布特征,并结合水文、化学、生物同步观测参数,探讨影响DOC分布的主要因素。【结果】2013年夏季南黄海及长江口邻近海域DOC的含量为0.24~2.37mg/L,平均值为(1.34±0.42)mg/L。整体而言,调查海区平面分布呈现北部浓度高,向南部逐渐降低,近岸浓度高远岸浓度低的分布趋势。DOC的垂直分布呈现表层高,逐渐向底层减小,在底层又有所增加的趋势。【结论】研究海区DOC的分布受水团物理混合控制作用十分明显,近岸DOC高值区的分布主要受鲁北沿岸流和陆源输入影响,南部的低值区主要受黑潮表层水及台湾暖流的稀释作用影响,而生物作用对DOC的分布影响较弱。     

红壤丘陵区不同地类活性有机碳分布特征及与草本生物量关系

以南方红壤丘陵区荒地、松林、草地坡地小区为研究对象,在研究了土地利用方式对土壤活性有机碳和草本生物量分布特征影响规律的基础上,深入探讨了不同土地利用方式下土壤活性有机碳与草本生物量的定量关系.结果表明不同土地利用方式对土壤易氧化有机碳(ROC)、水溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)以及草本生物量的分布特征均有重要影响,其中草地坡面小区的活性有机碳各组分和草本生物量均高于荒地和松林小区;定量关系研究表明,影响荒地、松林和草地草本生物量的活性有机碳组分分别为DOC,ROC,DOC和MBC,其中荒地坡面DOC主要通过土壤有机碳(SOC)对草本生物量产生影响.