以某兽药抗生素废水为例, 研究了基于三维荧光光谱的水质指纹(简称水纹)技术用于揭示废水有机成分性质的可行性。 该废水具有4个典型水纹峰, 峰的激发波长/发射波长分别为225/345, 275/345, 325/405和405/470 nm, 编号A, B, C和D, 各峰强度关系B>A>C>D。 其中A峰和B峰的荧光强度较高, 分别为(0.64±0.21)和(0.99±0.30) R.U, 线性相关系数为0.95, 且发射波长相同, 很可能是同一种物质产生的。 各水纹峰强度与COD都有明显的正相关性, 线性相关系数R2达到0.66～0.70。 C峰对应的有机物部分降解或降解速率较低, 而其余3个水纹峰对应的有机物可以被较好降解。 出水中新出现的荧光峰260/425 nm可能是废水微生物处理过程中新生成的腐殖质。 上述研究表明, 该兽药抗生素制药废水具有独特的水纹特征, 水质指纹鉴别技术可以作为水体中识别该废水存在的新方法, 水纹信息还可以反映废水有机物总量和有机成分的性质, 对难降解废水的处理设计和运行均有一定价值。

水质指纹携带了水样的发光有机物组成的信息, 可以作为一种新方法来弥补COD和TOC等传统理化参数只能给出有机物总量信息的不足。 印染废水是我国水量最大的工业废水之一, 其特点是水量大、 污染重, 含有大量发光有机物质, 且难降解, 其对自然水体的危害尤为明显。 对我国某印染废水处理厂废水进行了连续采样, 对水样的水质指纹特征进行了研究。 结果表明, 该厂印染废水水质指纹特征比较明显, 水质指纹上主要有激发波长/发射波长分别为230/340和280/310 nm左右的两个峰, 其中230/340 nm处的强度最强, 280/310 nm处的强度次之, 各峰波长和强度比较稳定。 该印染废水的两个水纹峰的峰强呈正相关关系, 线性相关系数为0.910 8, 斜率为1.506。 激发波长/发射波长为280/310 nm的强度与230/340 nm强度比值的平均值为0.777, 范围为0.712～0.829。 对该印染污水水质指纹的可能荧光物质进行分析, 结果表明生活污水和苯胺类物质的水质指纹与该印染污水的水质指纹不同, 而几种大量使用的染料的水质指纹与该印染污水的水质指纹大致相同, 所以染料的大量使用可能是导致印染废水产生上述典型水质指纹特征的主要原因。 水质指纹可以用于水体水质预警。

采用红外光谱法和量子化学计算法(密度泛函B3LYP方法), 分别对常见离子液体1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐和含羟基的咪唑型离子液体提取水环境中的壬基酚的提取机理进行了研究。 研究结果显示常见离子液体与壬基酚相互作用前后的红外谱图上没有氢键存在的迹象, 而含羟基的离子液体在与壬基酚作用后其羟基峰发生了明显的红移。 量子化学计算结果表明常见离子液体中的阳离子［BMIM］+与壬基酚发生了C—H…O氢键相互作用; 而含羟基的离子液体中的阳离子［C4H9OHIM］+ 与壬基酚发生了O—H…O氢键相互作用。 两种研究方法结果均显示含羟基的离子液体与壬基酚的氢键作用比常见离子液体强, 导致其对壬基酚的萃取率也大, 此机理研究结果与萃取实验结果完全吻合。