三峡水库溶解有机质的三维荧光光谱研究

在三峡水库首次蓄水175 m最高水位及其消落至145 m最低水位期间, 分别采集三峡水库 8个段面的水样, 应用三维荧光光谱(EEM)研究了三峡水库中溶解有机质(DOM), 考察了DOM在整个三峡水库的组成、分布及其来源, 着重探讨了30 m水位消落对DOM的影响, 并拟合了DOM中各荧光峰强的比值变化及其与pH、溶解氧(DO)、溶解有机碳(DOC)、氧化还原电位(ORP)等环境因子的线性关系. 结果显示, 水库干流DOM的EEM均表现出4个荧光峰, 归属为类蛋白质、类腐殖酸、类富里酸. 最高水位时, 从三峡水库上游至下游, 荧光峰强逐渐增强, 在大坝前最强|最低水位时, 荧光峰强较其高水位均显著提高, 受丰水期沿岸不同的陆源汇流影响, 最强荧光峰出现在三峡水库中、上游. 各荧光峰强与环境因子的线性关系在枯水期高水位时较好, 在丰水期低水位时仅有DO与类蛋白有正相关性. 揭示了三峡水库水质主要受丰水期的陆源汇流影响, 而大坝运行模式的影响不显著.     

联用多种荧光光谱研究高铁酸钾对荧蒽的降解

应用多种荧光光谱追踪了高铁酸钾对荧蒽的降解过程, 包括发射, 同步, 三维(EEM), 时间扫描及光度定量所提供丰富的关于整个降解反应的信息, 探讨了高铁酸钾对荧蒽分子的降解特性及其随时间变化规律; 分别对该降解过程中的不同时段(20, 40, 70 s)的时间扫描荧光曲线进行拟合,并由此推测了高铁酸钾降解荧蒽的动力学特征。结果显示, 相同的反应时段, 各荧光光谱反映的高铁酸钾对荧蒽分子的降解率非常接近: t=10 s约55%; t=25 s约81%; t=40 s约91%。各时段的降解过程中均未出现新的荧光特性; t≤20 s, 为该降解反应的决定性阶段, 此阶段的降解过程最为接近线性关系; t>20 s, 降解过程偏离线性关系越来越远。整个降解过程可以近似地用一级反应动力学规律描述。     

三峡库区土壤腐殖质的振动光谱研究

采集三峡库区(TGRA)沿岸6个典型段面沉积物及水淹线上土壤样品, 分别提取腐殖质, 分离并纯化腐殖酸和富里酸, 联合红外和拉曼的分子振动光谱技术, 表征了各段面腐殖酸和富里酸的分子结构, 归属了各振动峰位, 获得了库区土壤及沉积物中腐殖质分子的官能团特征振动信息; 结合库区土壤腐殖化程度、土壤背景、利用方式、水位涨落等环境条件, 考察了腐殖质官能团振动特征变化。结果显示: 各采样段面的腐殖质结构中均以C—O, C—C, 及聚合氢键的振动特征较显著, 上游土壤腐殖质结构中的官能团数量多于下游土壤; 土壤的腐殖化程度对其腐殖质结构的振动光谱影响较大; 农耕模式的土壤表现出较高的腐殖化程度; 沉积物与本底土壤腐殖质结构的振动特征变化不明显。     

应用ICP-MS同时分析养殖场污物及其沼液中的重金属元素

选择重庆市某畜牧园区生猪养殖场的排放污物经厌氧消化后的沼液为研究对象,通过建立微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析方法,实现了沼液中所含重金属元素的全面、快速分析检测,实验结果表明生猪养殖沼液中主要存在的重金属包括Zn,Cu,As,Pb,Cd,Cr,Hg,Ni八种,各重金属元素的定量标准曲线的线性关系良好,r=0.999 89～0.999 98,检出限在0.79～25.0ng.L-1,加标回收率在96.5%～107.6%,以该分析方法测定标准物质,所测数据的RSD在1.06%～4.35%,表明该方法具有良好的精密度和准确性,能够应用于沼液中重金属的检测分析,并为养殖场污物发酵后沼液的后续利用提供有益参考。     

三峡库区水体溶解有机质的荧光光谱特性

利用荧光发射和三维荧光光谱(EEM)研究了三峡库区(TGRA)长江干流及嘉陵江、乌江两支流水体溶解有机质(DOM)的荧光特性.结合采样段面溶解有机碳(DOC)、氧化还原电位(ORP)、pH等参数,考察了干流、两支流及其汇合后各水体DOM的荧光指数f450/500和类腐殖酸与类富里酸强度比值rC/D变化,分析了类腐殖酸、类富里酸及类蛋白质在库区支流与干流、上游与下游水体的来源、组成、分布及环境行为.实验表明: 干流水体中DOM以类富里酸、类蛋白质荧光有机质为主;嘉陵江水体DOM以类蛋白质为主,富里酸次之; 在朝天门与长江汇合后,类蛋白峰强减弱而类腐殖酸有一定增加;乌江以类富里酸为主,汇合干流后,富里酸和类蛋白质峰增强;库区上游水体DOM主要受嘉陵江影响;干流DOM受陆源性影响.初步揭示了水体DOM的EEM特性与库区水质参数的相关性,为水体监测与分析提供参考.     

氧化乐果的振动光谱及其表面增强拉曼散射研究

采用ATR-FTIR、FT-拉曼表征了氧化乐果在酸、碱、中性条件下的振动光谱,获得了氧化乐果分子较为全面的结构振动信息;以金/银核-壳粒子为基底,获得了不同浓度及其酸碱条件下氧化乐果的表面增强拉曼散射(SERS)光谱,考察了其分子在该基底表面的吸附状态及其酸碱影响,推测了氧化乐果的SERS机理;结果表明:νas(NH),νas(CH3),Amide Ⅰ,ν( POC ),ν( PO ),ν(C-S)为氧化乐果分子特征振动;中性条件下,氧化乐果浓度低于2.0×10-2 mol/L已无明显SERS,酸、碱条件下,在2.0×10-10 mol/L氧化乐果分子与基底的作用仍显著,尤其酸性的SERS更强;氧化乐果主要以磷酸酯结构与基底表面作用,探讨了酸碱条件下的不同水解历程对该作用的影响,为研究有机磷农药的形态变化提供了参考.     

径流污染对城市污水处理过程的DOM荧光特性影响研究

结合污水处理流程,分别采集重庆市某污水厂晴天和雨天的污水,用三维荧光光谱分析了污水中的溶解性有机物(dissolved organic matter,DOM)的荧光特性。结合DOM的DOC ( dissolved organic carbon, DOC)、COD(chemical oxygen demand, COD)、荧光指数(f_450/500)和紫外区富里酸和可见区富里酸的荧光强度比值r(A, C)的变化特征,分析了雨天径流污染对污水DOM 的影响。实验表明：该污水厂DOM的荧光指纹与典型城市生活污水有较大差异,主要成分为低激发波长类色氨酸(Peak S), 长激发波长类色氨酸(Peak T)次之;A2/O工艺对雨天和晴天的类蛋白物质的去除效果相当,但是雨天的类富里酸以及DOC和COD的去除率较晴天高, 经过生化处理后的荧光峰均发生细微的红移;晴天和雨天污水的DOM 荧光指纹差异明显,雨天紫外富里酸(Peak A)荧光中心由晴天的240～248/390～440 nm蓝移到240～250/370～400 nm。虽然晴天和雨天的DOM种类相同,但是雨水径流使富里酸的来源复杂,组分比例发生了较大变化,雨天色氨酸(Peak S)的比例下降了10%,紫外富里酸(Peak A)的比例上升7%。     

三峡水库回水末端浮游藻类分布特征及其与DOM荧光特性的相关性研究

为了研究三峡水库库尾水域中浮游藻类的群落结构、组成、分布及其在水库水位定期涨落影响及变化规律,尤其是浮游藻类对库区水质状况的影响机理,选择了三峡水库回水区末端,即重庆朝天门至下游太洪岗约50 km水域的6个代表性的断面,在库区水位由最高蓄水水位稍落的开始阶段,即水华的敏感期2012年3月、4月、5月,采集各个断面水体中的水样,获得了三峡水库末端回水区域浮游藻类的种类、组成及其分布特征的初步信息,并将其与同时段水体的水质参数和溶解有机质(DOM)的三维荧光光谱（EEM）特性的进行了相关性拟合研究。研究结果表明,三峡水库水华敏感期,其回水末端优势藻有属蓝藻门的蓝纤维藻、属绿藻门的小球藻、属硅藻门的直链藻和舟形藻,藻密度分别在0.40～0.56×106,1.9～0.8×106,0.36～0.25×106,0.42～0.15×106 cells·L-1;此外在少数断面鱼腥藻、席藻、刚毛藻、羽纹藻和卵形藻,优势藻密度的变化规律与DOM中类蛋白质荧光峰强度、呈显著相关。为便捷检测水华提供有益参考。     

高铁酸钾降解苯并[a]芘的偏振三维荧光(PEEM)研究

偏振三维荧光(PEEM)结合了偏振技术和三维荧光(EEM)的优点, 对于完整获取分子荧光特性能提供重要信息, 具有更高的选择性、 准确性及灵敏度。运用PEEM进一步探讨了高铁酸钾对苯并[a]芘的降解过程, 并分别从该降解体系反应过程中的偏振度和PEEM特征变化, 深入揭示了高铁酸钾对苯并[a]芘的降解规律. 结果显示, t=15 s, 苯并[a]芘的降解率约60%, t=40 s,降解率达90%. 偏振度(P)更清晰反映了苯并[a]芘的难降解特性. 通过对高铁酸钾-苯并[a]芘体系降解的时间偏振曲线拟合, 获得了一级反应动力学方程: y=0.277x-0.004(r=-93.90%)。以上研究结果与前期研究中应用EEM所获得的结果一致, 为研究高铁酸钾降解其他污染物反应过程, 机理提供了十分有益的方法选择的参考。     

重庆主城区两江溶解有机质的荧光光谱特征

应用荧光发射、三维荧光光谱(EEM)技术研究了重庆主城区长江、嘉陵江水体中溶解有机质(DOM)的荧光光谱特征在2008年4～8月的变化规律,以"5·12"汶川地震及唐家山堰塞湖事件与7和8月丰水期为出发点,结合两江各采样段面的pH,DO,DOC,TOC与EEM指纹特征、荧光指数(f_(450/500))等参数,探讨了两江DOM的组成、分布及其变化规律,着重阐述了EEM中类腐殖酸、类富里酸和类蛋白质3类荧光峰的环境生态行为特征及其影响。实验结果显示两江水体中DOM以类富里酸和类腐殖酸为主,嘉陵江类蛋白质较强,两江水体汇合后,各荧光峰都有所减弱;5月、6月和丰水期两江DOM的类蛋白显著增强,多为陆源所致,丰水期两江各荧光峰在汇合后明显降低。