崇明島北湖中有色溶解有機(jī)質(zhì)的分布特征及來源解析.pdf

1、自20世紀(jì)60—70年代以來，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)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(jī)質(zhì)(DOM)進(jìn)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(fù)雜的物理化學(xué)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(jī)質(zhì)(CDOM)是溶解有機(jī)質(zhì)中能吸收光的組成成分復(fù)雜的混合物質(zhì)，主要是由光合作用產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)腐爛形成的，而且普遍存在于周圍環(huán)境當(dāng)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(dǎo)致水中溶解有機(jī)質(zhì)含量的增加。溶解有機(jī)質(zhì)本身作為評(píng)價(jià)水質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它的種類和特征也直接影響著水質(zhì)，進(jìn)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(yùn)用紫外—可見分光光度計(jì)、MicroFlu—CDOM熒光儀、熒光分光光度計(jì)等方法和手段，對(duì)崇明島北部邊灘半咸水湖泊水體中CDOM的光譜性質(zhì)進(jìn)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(diǎn)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(qiáng)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(qiáng)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(duì)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(duì)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(diǎn)最大熒光峰位置和強(qiáng)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(duì)北湖進(jìn)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(qiáng)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(qiáng)度從春季到冬季逐漸減弱，類腐殖質(zhì)熒光峰強(qiáng)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(diǎn)為分界成東部含量高于西

6、部的特征；各類型熒光峰強(qiáng)度與鹽度都呈負(fù)相關(guān)，而且藍(lán)藻和綠藻分別與類蛋白和類腐殖質(zhì)熒光峰強(qiáng)度正相關(guān)，DOC與各熒光峰強(qiáng)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(diǎn)和D點(diǎn)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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)