應用固體表面三維熒光技術研究湖泊底泥有機質組成與結構特征

韓 秀， 宋永會*， 張廣彩， 言宗騁， 靳方園， 于會彬

1. 遼寧大學環境學院， 遼寧 沈陽 110036 2. 中國環境科學研究院流域水環境污染綜合治理研究中心， 北京 100012

引 言

熒光由單個分子或結構中的共軛剛性系統發出， 當物質從固態變為液態或氣態時， 熒光仍然存在[1]。 目前， 三維熒光光譜技術已廣泛應用于湖泊底泥溶解性有機質(dissolved organic matter, DOM)及腐殖酸的研究， 但DOM與腐殖酸不能代表底泥的全部有機質， 因此該方法存在一定局限性[2-3]。 近年來， 國際上出現了直接用固體熒光技術研究有機質的方法， Albrecht[4]等通過固相熒光光譜識別了堆肥樣品的不同成熟階段； Pan[5]等通過河套灌區不同類型土壤的固體表面三維熒光光譜， 揭示了土壤有機質的空間分布。 在國內， 直接利用固體表面三維熒光技術對湖泊底泥有機質的研究尚未見報道。

烏梁素海作為我國最大的農田退水湖泊， 是河套灌區灌排水系的重要組成部分。 近年來， 由于工農業的發展， 工業廢水、 生活污水隨農田退水排入烏梁素海， 導致湖區內源污染嚴重。 本研究利用固體表面三維熒光技術， 結合平行因子(parallel factor analysis, PARAFAC)與數理統計方法， 研究烏梁素海底泥有機質組成與結構特征， 提取熒光組分， 識別關鍵因子， 揭示有機組分空間分布規律。

1 實驗部分

1.1 樣品采集

2018年9月， 根據烏梁素海污染源分布及水動力特征， 采集10個表層底泥樣品(圖1)。 湖區北部為人工葦田， 未設置采樣點。 1#位于東北部明水區， 2#位于總排與八排入湖口附近， 1#和2#位于湖區北部， 污染較嚴重。……