崇明島北湖中有色溶解有機質(zhì)的分布特征及來源解析.pdf

1、自20世紀60—70年代以來，國內(nèi)外學者對各種天然水體如海洋、湖泊、河流、沼澤和地下水等中的溶解有機質(zhì)(DOM)進行了卓有成效的研究和探討。DOM中含有大量帶有羧基和酚羥基的物質(zhì)，能夠參與水體中多種復雜的物理化學反應(yīng)，在水生生態(tài)系統(tǒng)中起著重要作用。有色溶解有機質(zhì)(CDOM)是溶解有機質(zhì)中能吸收光的組成成分復雜的混合物質(zhì)，主要是由光合作用產(chǎn)生的有機質(zhì)腐爛形成的，而且普遍存在于周圍環(huán)境當中。我國湖泊和水庫等都存在不同程度的富營養(yǎng)化現(xiàn)象，富營

2、養(yǎng)化的直接后果之一就是導致水中溶解有機質(zhì)含量的增加。溶解有機質(zhì)本身作為評價水質(zhì)的一項重要指標，它的種類和特征也直接影響著水質(zhì)，進而影響人類健康。本論文通過現(xiàn)場調(diào)查和監(jiān)測，結(jié)合室內(nèi)分析測試，充分運用紫外—可見分光光度計、MicroFlu—CDOM熒光儀、熒光分光光度計等方法和手段，對崇明島北部邊灘半咸水湖泊水體中CDOM的光譜性質(zhì)進行了研究，并討論了光譜性質(zhì)與部分環(huán)境因子的關(guān)系。本論文的主要工作如下： 1．研究了北湖主要采樣點表層

3、水和底層水中CDOM的光譜性質(zhì)，討論了CDOM濃度表征紫外吸收系數(shù)的空間特征及其與鹽度的關(guān)系，紫外光譜S值擬合及擬合精度R2的空間變化特征，以及表底層水S值與a355的關(guān)系及CDOM大致分子量大小(E3/E4值)的空間分布特征；還討論了CDOM熒光發(fā)射光譜及熒光指數(shù)空間差異，同步熒光光譜最大熒光峰位置和強度的空間特征，以及CDOM的EEMs性質(zhì)的空間差異和各熒光峰強度比值的空間變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，北湖東西差異明顯。藻類暴發(fā)和陸地淡水輸入使北

4、湖水體中CDOM含量增加，絕大多數(shù)都是以小分子量的富里酸和類蛋白物質(zhì)為主，大分子量的腐殖酸含量相對較少；同步熒光光譜揭示出北湖中類蛋白物質(zhì)狀態(tài)活躍，容易因環(huán)境變化而改變，類腐殖質(zhì)物質(zhì)相對穩(wěn)定；CDOM的EEMs譜圖中都有類蛋白熒光峰T峰和S峰及類腐殖質(zhì)熒光峰M峰和A峰顯示，各峰之間顯著相關(guān)，但是每月各點最大熒光峰位置和強度以及各峰比值的空間差異不明顯。 2．從2007年3月到2008年1月對北湖進行連續(xù)監(jiān)測，研究了北湖CDOM光

5、譜特征的季節(jié)性變化規(guī)律，此外還討論了各熒光峰強度與主要環(huán)境因子(鹽度、藻類和DOC等)的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)北湖中CDOM的季節(jié)性變化規(guī)律明顯，CDOM濃度和分子量大小水平都是春夏季節(jié)高于秋冬季節(jié)；同步熒光光譜顯示北湖中類蛋白物質(zhì)熒光峰強度從春季到冬季逐漸減弱，類腐殖質(zhì)熒光峰強度則是夏季高于其他季節(jié)，與三維熒光光譜和MicroFlu—CDOM熒光儀的顯示規(guī)律一致，此外熒光儀顯示北湖中陸源特征的類腐殖質(zhì)在北湖中明顯呈以C點為分界成東部含量高于西

6、部的特征；各類型熒光峰強度與鹽度都呈負相關(guān)，而且藍藻和綠藻分別與類蛋白和類腐殖質(zhì)熒光峰強度正相關(guān)，DOC與各熒光峰強度均在0.01水平上顯著性相關(guān)。 3．分別于四季采取北湖表層沉積物間隙水樣，討論間隙水中CDOM的季節(jié)變化，并采取了B點和D點沉積物柱狀樣以討論柱狀沉積物間隙水中CDOM的深度變化特征。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，表層沉積物間隙水中CDOM含量夏季高于其他季節(jié)，各類熒光峰強度也是夏季高于其他季節(jié)；從北湖東部到西部、從春季到冬季，CD

7、OM分子量逐漸減小，而且春季CDOM陸源特征明顯，其他季節(jié)微生物來源特征明顯；沉積物柱狀樣上覆水中a355最高，但是各熒光峰最大強度都在0-2cm深度處，而且隨深度增加CDOM分子量水平降低，大分子量物質(zhì)都集中在表層沉積物間隙水中，表層沉積物間隙水中CDOM的微生物來源特征明顯；柱狀樣中CDOM的EEMs譜圖中都有類蛋白熒光峰T、D和S以及類腐殖質(zhì)熒光峰M和A存在，各類熒光峰位置和強度隨深度不同而不同，0～2cm深度可見區(qū)類腐殖質(zhì)紅移現(xiàn)