作者单位
摘要
1 北京化工大学化学工程学院, 北京 100029
2 北京市北运河管理处, 北京 101100
采用三维荧光光谱技术和平行因子分析, 对北方某潜流-表流复合人工湿地水体中溶解性有机质(DOM)的光谱特征、 演变过程及其来源进行研究, 以期为深入理解人工湿地的作用机理和污染物溯源提供科学依据。 结果表明, 人工湿地中各阶段的出水呈现相似的三维荧光特性, 均出现明显的类腐殖质尖峰和类蛋白峰, 但强度有所不同。 混凝沉淀对类蛋白和类腐殖质两种DOM的荧光强度均有一定的削减作用; 潜流湿地出水的荧光图谱显示, 微生物代谢副产物和类色氨酸等类蛋白峰强度明显降低, 而类腐殖质峰强度无明显变化, 这表明潜流湿地对再生水中的类蛋白物质具有明显的降解作用, 而对类腐殖质物质降解效果较弱; 相反, 在表流湿地出水的荧光图谱中发现类蛋白峰和类腐殖质峰的强度均削弱, 而且在表流湿地下游3 km处的强度达到最低。 这一趋势归因于潜流湿地中滤料表面生物膜对DOM的生物降解以及表流湿地内部活跃的微生物活动和水生植物的根系对DOM的吸附作用。 平行因子分析结果显示, 该湿地水体DOM中包含5个荧光组分, 分别为类富里酸组分C1(240, 330/430 nm)、 微生物活动相关的类腐殖质组分C2(285, 330/380 nm)、 类色氨酸C3(230/350 nm)、 微生物代谢副产物C4(280/320 nm)和陆源类腐殖质C5(270, 380/470 nm)。 采用多种荧光光谱指数对湿地中DOM的来源进行解析, 荧光指数和自生源指数均表明该湿地中DOM的来源以生物代谢输入为主, 而陆源输入的影响较小; 腐殖化因子则表明该湿地存在弱腐殖化的特征且生物来源占主导地位。 斯皮尔曼相关性分析表明5个荧光组分具有同源性, 而且与水中氮元素的迁移转化密切相关。
三维荧光光谱 平行因子分析 溶解性有机质 人工湿地 Three-dimensional excitation-emission matrix fluor Parallel factor analysis Dissolved organic matter Constructed wetland 
光谱学与光谱分析
2021, 41(4): 1240
马丽娜 1,2,3,*张慧 2,3檀文炳 2,3虞敏达 2,3[ ... ]何小松 2,3
作者单位
摘要
1 广西大学农学院, 广西 南宁 530004
2 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室, 北京 100012
3 中国环境科学研究院地下水与环境系统创新基地, 北京 100012
联合三维荧光光谱、 紫外光谱和化学还原法, 对洨河人工湿地水体DOC与COD的变化特征以及溶解性有机物(DOM)的来源、 化学结构、 腐殖化程度与氧化还原性质进行研究, 以期为深入揭示DOM在人工湿地中的地球化学行为及其生态环境效应提供科学依据。 结果显示, 河流水体COD 60%以上来自DOC的贡献, 而其经过人工湿地后含量的降低则主要是由有机物中的N, H, S, P元素更容易被去除所导致的, 其贡献率可达65%。f470/520与BIX两种指数共同指示了水体DOM主要由微生物贡献, 表明水体DOM明显受到微生物的降解作用。 三维荧光光谱PARAFAC模型分析显示, 人工湿地水体DOM包含类蛋白和类腐殖质组分, 其中类富里酸和类胡敏酸组分比类蛋白质组分更容易被降解, 类富里酸与类胡敏酸组分具有相似的分解命运。 有色溶解性有机物(CDOM)与荧光溶解有机物(FDOM)具有共源性, 均主要由类腐殖质组成, 二者进入人工湿地后没有产生选择性降解。 水体进入人工湿地后E2/E3, A240~400, r(A, C)与HIX指标没有发生显著变化, 表明人工湿地对水体DOM的腐殖化程度不会产生显著影响。 然而, 人工湿地环境不仅有利于形成还原态的DOM, 促进水体三价铁的还原, 而且可以提高DOM作为电子穿梭体的能力, 这可能与DOM的芳香性碳在人工湿地中能够得以更好保存有关。
溶解性有机物 人工湿地 三维荧光光谱 紫外光谱 氧化还原 Dissolved organic matter Constructed wetland three-dimensional excitation-emission matrix fluor Ultraviolet spectroscopy Redox 
光谱学与光谱分析
2016, 36(1): 206
作者单位
摘要
1 同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092
2 中原工学院, 河南 郑州 450007
3 中国环境科学研究院地下水与环境系统工程创新基地, 北京 100012
4 第二炮兵工程大学, 陕西 西安 710025
采用三维荧光技术,结合荧光区域一体化积分的分析方法,研究了一个表面流+垂直流复合人工湿地处理两条污染河流废水中水溶性有机物的荧光特征变化,结果表明:(1)该人工湿地中水溶性有机物腐殖质的主要来源为生物代谢输入而非陆源输入;(2)在表面流人工湿地的后段,部分类蛋白类物质转化为类富里酸类物质,表明经过表面流人工湿地处理之后,水溶性有机物的组成成分发生显著变化,并且有机物结构趋于稳定.而垂直流人工湿地对类腐殖酸物质峰具有明显的削弱作用;(3)表面流人工湿地对水溶性有机物的结构转化意义重大,可以显著提高水溶性有机物的稳定性.表面流+垂直流的复合人工湿地工艺对水溶性有机物具有良好的去除效果.
水溶性有机物 三维荧光技术 复合人工湿地 荧光区域一体化积分 Dissolved organic matter(DOM) Three-dimensional excitation emission matrix fluor Combined constructed wetland Fluorescence regional integration(FRI) 
光谱学与光谱分析
2015, 35(8): 2212
作者单位
摘要
同济大学环境科学与工程学院, 长江水环境教育部重点实验室, 上海200092
采用三维荧光光谱(3D-EEM)分析研究了两种基质水平潜流人工湿地在深度处理城镇污水处理厂尾水过程中溶解有机物(DOM)组成特征。 结果表明, 两种潜流人工湿地对尾水中CODcr和DOC的去除率平均分别达到61.6%和70.1%。 相比较而言, 陶粒基质湿地对尾水有机物去除效果略优于沸石基质湿地。 三维荧光扫描结果显示, 湿地进水中表征出类溶解性有机物, 即色氨酸类芳香族蛋白质(S)、 溶解性微生物代谢产物(T)、 可见类富里酸(M)、 紫外类富里酸物质(A)。 经过人工湿地净化处理后, 出水中4个峰的相对荧光强度均有不同程度的降低, 其中M峰和T峰的相对荧光强度降低最为明显, 平均分别降低了16.4%和11.7%; 人工湿地出水中腐殖类物质芳香性较弱, 含有的苯环结构有机物较少, 这说明潜流人工湿地对尾水中化学性质较为稳定、 难以分解、 不易被生物利用的类腐殖质有较好的去除效果。 M峰和T峰的荧光强度在沿程上逐渐减小, S峰随沿程呈现出先增大后减小的趋势。 与沸石湿地相比较, 陶粒基质水平潜流人工湿地系统对尾水中DOM的特征峰荧光强度削减更为明显。
城镇污水厂尾水 潜流人工湿地 溶解性有机物 三维荧光光谱 Sewage plant effluent Subsurface constructed wetland Dissolved organic matter (DOM) Three-dimensional excitation emission matrix fluor 
光谱学与光谱分析
2012, 32(3): 708

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