博斯腾湖是我国西北干旱区最大的内陆吞吐型淡水湖， 近年来随着流域人类活动与污废水排放的增加， 湖泊生态系统和周围居民的饮用水安全已经受到了严重影响， 需重点关注河流输入对湖泊水质的影响。 对夏秋两季的实测有色溶解有机物（CDOM）三维荧光光谱进行平行因子分析， 解析出博斯腾湖CDOM三种组分: 陆源类腐殖质组分C1、 类酪氨酸组分C2和类色氨酸组分C3; 同时， 基于Pearson相关性分析了夏秋两季河流输入对博斯腾湖DOM的影响。 结果表明， 不同季节河流输入对博斯腾湖DOM的影响不同且与河流水质季节性变化直接相关。 夏季开都河入湖水主要来自冬季积雪融水， 携带大量陆源类腐殖质入湖， 而秋季主要为冰川融水， 随着入湖流量增加， 携带陆源类腐殖质含量降低， 整体表现为河口附近DOM浓度夏季高、 秋季低。 解析出的三种组分C1、 C2与C3在湖西部开都河和黄水沟入湖处含量较高， 且三种组分受季节性的影响较为相似。 同时对开都河河口附近采样点和其他区域采样点的DOM与电导率进行相关性分析， 发现外部河流输入对博斯腾湖DOM的影响主要集中在河口附近， 且河口附近区域DOC与CDOM关系显著， 可以先遥感反演CDOM再估算DOM含量。 研究不同季节河流输入对博斯腾湖溶解性有机物组成的影响对保护湖泊生态环境和提升湖泊水质具有十分重要的意义。

富营养化是河口港湾一个重要的生态环境问题。 传统的富营养化监测与评价需要依靠费时费力的人工采样、 实验室分析测定, 周期较长, 难以实现现场实时快速监测与评价。 本文依据2009年2月、 5月、 8月和10～11月在厦门湾海域的有色溶解有机物(CDOM)与主要环境要素的调查资料, 探讨了利用CDOM的光学性质反演COD, TN, TP等富营养化参数的可行性。 结果表明: (1)厦门湾表层水体CDOM存在明显的空间和季节性变化, 九龙江河口区的丰度最高; (2)陆源输入及浮游植物的现场生产是水体中CDOM的主要来源, 因此可建立利用盐度和叶绿素a浓度估算厦门湾CDOM丰度的经验算法, 该经验算法的相关系数达0.96, 经验算法估算值与实测CDOM之间的相对误差为11.1%±0.71%, 精度较高; (3)厦门湾各个季节COD, TN, TP与CDOM吸收系数、 荧光组分之间有很好的相关性, 总体表现春夏较高、 秋季次之、 冬季最差; (4)结合上述研究成果, 利用厦门湾已建立的水质自动监测系统实时获取的盐度、 叶绿素a以及经验公式推导出的CDOM荧光资料, 有望克服COD, TN和TP等富营养化指标只能通过人工采样和实验室分析获取的缺点; 实现对海域富营养化程度的快速监测与评价。

利用三维荧光光谱（EEMs）结合平行因子分析（PARAFAC）, 对我国春季北黄海海水样品的荧光光谱进行了研究和分析。 结果表明, 北黄海有色溶解有机物（CDOM）中的荧光溶解有机物（FDOM）可分为四个组分, 其中两组为类腐殖荧光组分c1（260, 315/425）和c2（295, 355/490）, 两组为类蛋白荧光组分c3（275/310）和c4（230, 290/345）。 四个组分之间不同程度的线性相关性说明了它们同源相似性, 类腐殖质两组分之间的相关性最高, 类蛋白质两组分次之。 四个荧光组分和总荧光强度在平面分布和垂直分布都呈现近岸高, 远岸低的趋势, 同时除去陆源输入影响, 海洋自身的水团运动和生物活动也影响着北黄海CDOM的分布。 聚类分析进一步说明了北黄海不同区域的总荧光强度分布特征, 也体现了整体上CDOM的均一性。 荧光指数FI、 腐殖化指数HIX和生源指数BIX在一定程度上指示了北黄海CDOM的来源, 说明近岸区域陆源的影响较大, 而向海一侧则受生物活动的作用影响较大, 此结论与前述荧光组分的分布规律吻合。

利用吸收光谱和三维荧光光谱-平行因子分析(EEM-PARAFAC) 方法, 研究了海洋中常见的四种硅藻、 两种甲藻藻液的CDOM的光吸收性质和三维荧光特性。 吸收光谱测定结果表明在六种藻类生长过程中, 旋链角毛藻、 三角褐指藻、 小新月菱形藻和盐生舟行藻四种硅藻以及东海原甲藻和裸甲藻两种甲藻的α(355)分别增加了64.8%, 242.3%, 535.1%, 903.2%, 836.0%和196.4%。 表征CDOM分子量和类腐殖质组分比例的Sg呈下降趋势, 分别降低了8.7%, 34.6%, 39.4%, 53.1%, 46.7%和35.7%。 在三维荧光光谱测定中检测出小新月菱形藻和盐生舟行藻两种硅藻藻滤液的CDOM包括三种类腐殖质组分和一种类蛋白质组分: C1(Ex/Em=350(260) nm/450 nm), C2(Ex/Em=260(430) nm/525 nm), C3(Ex/Em=325 nm/400 nm)和C4(Ex/Em=275 nm/325 nm)。 随着藻类的生长, 小新月菱形藻和盐生舟行藻藻滤液的CDOM荧光强度分别增加了8.68, 24.9, 7.19, 39.8倍和2.64, 0.07, 4.39, 12.4倍, 经过相关性分析表明各组分的荧光强度与α(355)和Sg之间均表现为良好的相关性。 综上研究结果表明不论是甲藻还是硅藻, 在生长过程中藻类内源所产生的CDOM的含量及分子量均表现为上升趋势, 且硅藻类相比甲藻增长变化更为明显。 在CDOM的组成中, 类腐殖质成分随藻类生长所占比重同步增大, 类蛋白质组分增长缓慢。 另外通过该研究可以发现不同种类的藻所产生的CDOM的吸收光谱有明显差异, 由三维荧光光谱得到的不同荧光组分强度也因藻种不同而不同, 说明不同藻种在天然海水中对CDOM的贡献有很大区别。

利用荧光激发-发射矩阵光谱(EEMs)技术研究了海南省陵水县新村湾海草生态系中溶解有机物(DOM)的三维荧光光谱特征。EEMs谱图表明, 海草生态系中的DOM存在3个类腐殖质荧光A(230/430 nm), C(350/440 nm), M(300/380～400 nm)和2个类蛋白质荧光R(230/355～375 nm), N(280～300/365～380 nm)。各荧光信号平均荧光强度的变化规律为R(0.304 RU)>A(0.194 RU)>M(0.147 RU)>N(0.125 RU)>C(0.051 RU)。类腐殖质荧光和类蛋白质荧光均表现为离岸近含量高;2个明显的低值区, 分别出现在该湾海草茂密的西南部和东南部。各荧光信号在该湾的分布特征表明, 控制类腐殖质荧光和类蛋白质荧光的动力学因素相同。荧光N与M和R之间以及荧光C与A之间具有较好的正相关关系, 表明这些荧光具有相同的来源属性及地化行为。较高的荧光指数FI(均值为1.81)、较高的自生源指标BIX(均值为1.44)和较低的腐殖化指标HIX(HIXa和HIXb的均值分别为4.2和0.81)均表明海草生态系中DOM的强自生来源贡献和弱腐殖化程度。研究结果表明, 海草生态系中DOM具有非常独特的荧光特征, 不同于其他水生生态系。

以发展近岸海域富营养化快速评价技术为目的，基于有色溶解有机物（CDOM）吸收光谱及三维荧光光谱（EEMs），结合溶氧(DO)、叶绿素a（Chl a）、浊度（Tur）等可现场检测的参数，利用平行因子分析（PARAFAC）、偏最小二乘回归（PLSR）等化学计量学方法，建立了近岸海域富营养化快速评价技术。利用PARAFAC解析CDOM的EEMs，得到3个荧光组分，即类腐殖质C1、C2及类蛋白质C3；选择a220、a254、a270、a350、C1、C2、C3等CDOM光学参数以及DO、Chl a、Tur等水质参数，考察其与总磷（TP）、总氮（TN）的相关性，在此基础上，以富营养化指数(TRIX)方法为参照，利用PLSR建立了富营养化评价模型，其训练集和验证集的相关系数分别为0.9721和0.9827，验证集的分类准确率为89.0%。结果表明以CDOM光学参数代替TP、TN发展近海富营养化快速评价技术具有可行性。

利用三维荧光光谱研究了大沽河流域地下水中溶解有机物(DOM)的荧光组分类型及其空间分布与变化, 并与地表河水进行了比较。 基于平行因子分析模型在大沽河流域识别出2个类腐殖质组分及1个类蛋白质组分。 研究区域上、 下游地下水中各荧光组分的强度低, 但中游区域呈现高值区, 与人为污染的下渗输入以及为阻止海水入侵而修建的截渗墙对地下水循环模式的改变有关。 地下水DOM以类腐殖质组分为主, 类蛋白质组分平均只占15%, 不及地表河水的一半, 其新鲜度指数(β/α)也低于河水但荧光指数(FI)、 腐殖化指数(HIX)高于河水, 表明地下水DOM的腐殖化程度更高, 与地下水停留时间长、 微生物降解作用的贡献更为显著有关。 本研究揭示, 三维荧光指纹技术可区分天然背景及人为活动对地下水中DOM含量及性质的影响, 是研究地下水环境中的碳循环过程及其影响因素的有用工具。

利用三维荧光光谱（EEMs）结合平行因子分析（PARAFAC）, 研究了东海夏、 秋两季溶解有机物（DOM）的荧光组分特征, 并对其种类、 分布和来源进行了分析和讨论。 共识别出三个荧光组分, 分别为类蛋白荧光组分C1（235, 280/330）、 陆源或海源类腐殖质组分C2(255, 330/400)以及陆源类腐殖质组分C3（275, 360/480）。 两个类腐殖质组分C2和C3之间呈显著正相关, 表明他们有相同的来源或在结构上存在某种联系。 三组分在两个季节不同水层的分布总体呈现近岸高, 远海低的特点。 各组分与叶绿素a和盐度的关系表明调查海域的DOM受现存浮游植物的直接影响很小, 夏季长江输入是长江口三组分的重要来源, 而秋季受长江输入的影响减弱。 本研究显示了三维荧光与平行因子分析相结合在海洋溶解有机物的研究中具有很好的应用前景。

利用三维荧光光谱-平行因子分析(EEM-PARAFAC)技术, 研究了2009年春、 秋季厦门湾有色溶解有机物(CDOM)的荧光组分特征, 并利用主成分分析方法对影响该海域CDOM分布的主控因素及其相对贡献进行了解析。 厦门湾CDOM中含有3个类腐殖质荧光组分(C1, C2和C5)及2个类蛋白质组分(C3和C4)。 所有类腐殖质组分之间、 以及所有类蛋白质组分之间均有很好的相关性, 表明同一类型的荧光组分具有相似的来源属性及地球化学行为。 类腐殖质组分的高值区分布在九龙江河口区上游, 而类蛋白质组分的高值区则位于厦门西海域北部, 低值区都位于东部的厦金海域。 排污口附近的局部海域存在污染输入的贡献。 对荧光组分进行的主成分分析结果显示, 陆源径流输入是厦门湾水体中CDOM荧光组分的主要来源; 海区现场生物活动的贡献不大。 这表明对PARAFAC识别的荧光组分进行主成分分析, 有助于实现对水环境中CDOM的不同来源及其相对贡献率的定量解析。

研究了实验室培养的小型水母弗洲指突水母(Blackfordia virginica)代谢过程中所释放的溶解有机物(DOM)及其吸收和荧光光谱特征的变化。 与对照组海水相比， 充分摄食后的水母在24 h的代谢过程中向水体释放大量的溶解有机碳和总溶解态氮， 有色溶解有机物的吸收系数a280也有显著增加。 光谱斜率比值(SR)的增大和腐殖化指数(HIX)的降低， 表明水母代谢产生的主要是腐殖化程度较弱的低分子量DOM。 利用平行因子分析(PARAFAC)模型对三维荧光光谱进行解谱， 识别出3个类腐殖质(C1-C3)和1个类蛋白质(C4)组分。 发射波长在400 nm以下的“海源”类腐殖质组分C2(<250， 295/386 nm)及类蛋白质组分C4(275/334 nm)在代谢过程中有明显增加， 表明它们是水母代谢释放的主要荧光物质； 而发射波长在400 nm以上的组分则变化不大。 据此可将发射波长小于400 nm与大于400nm的荧光组分强度和之间的比值， 构建为DOM的浮游动物来源指标(ZIX)， 用于识别和示踪水环境中浮游动物代谢活动释放和产生的DOM。