武汉市不同类型天然水体中溶解性有机质的三维荧光光谱特征

摘要

基于三维荧光光谱(3D-EEM)技术,结合荧光区域积分法(FRI)和荧光特征参数,研究了武汉市4种不同类型(河流、湖泊、水源水、雨水)的天然水体中溶解性有机质(DOM)的三维荧光光谱特征,并和近十年武汉东湖相关的研究数据进行了比对。结果表明,5种荧光组分均有检出,分别为类酪氨酸荧光组分(C1)、类色氨酸荧光组分(C2)、类富里酸荧光组分(C3)、溶解性的微生物代谢物类荧光组分(C4)和类腐殖酸荧光组分(C5)。从荧光特征上来看,水质较差、存在轻中度富营养化、受污染较重的湖泊类水样中C1、C2和C3组分的荧光强度最高,相对较清洁的水源水、雨水与作为对照的自来水中DOM的荧光组分相似,仅C5组分存在差异;从DOM的来源上看,武汉市内不同类型天然水体中DOM具有显著的陆源(陆生植物和土壤有机质等)为主、内源(微生物、藻类等)为辅的混合输入特征;河流、湖泊、雨水和水源水中DOM的陆源组分占比均值分别为46.2%,56.4%,54.2%和51.6%,内源组分占比均值分别为12.3%,10.1%,10.4%和9.7%。相关性分析表明,C1,C2和C3组分之间具有显著的相关性(R^(2)>0.98),主要来自陆地来源,具有同源性;C4、C5组分分别和总磷(TP)、总有机碳(TOC)之间具有较强的正相关性(R^(2)>0.73)。与历史数据进行对比分析发现,近10年武汉东湖湖水中DOM的陆源组分(类酪氨酸、类色氨酸、类富里酸)呈逐步上升的趋势,但是在2020年东湖湖水DOM组分的陆源组分骤降,类腐殖酸和微生物代谢组分明显上升。