典型北方城市水系不同区域DOM分布特征及环境响应

作     者：石琨 赵宇婷 武辰彬 崔楚凝 李彦杰 周石磊 

作者机构：河北科技大学建筑工程学院 河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术实验室 

出 版 物：《环境科学》 (Environmental Science)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：河北省自然科学基金项目(E2021208011) 河北省教育厅在读研究生创新能力培养项目(CXZZSS2024073) 

主　　题：城市水水系 溶解有机质(DOM) 紫外-可见光谱(UV-vis) 三维荧光光谱 平行因子分析(PARAFAC) 冗余分析(RDA) 

摘      要：为探索北方城市不同区域水体中溶解性有机质(DOM)来源信息及成分特征，以河北省石家庄城市水系为例，使用紫外-可见光谱(UV-vis)和三维荧光平行因子分析(EEM-PARAFAC)解释了不同区域水体DOM的光学参数、不同组分的丰度及占比状况，结果表明：①上游NO3--N、NO2--N、NH4+-N、TN、TP和COD的浓度显著低于城市水体和下游(P0.01)，且水体流入城市后富营养化TSIM升高。②紫外参数a254表明，水体在流入城市后DOM的浓度显著升高(P0.001)，E2/E3显示不同区域水体DOM相对分子质量大小为：上游城市水体下游，且不同区域水体DOM的SR1，表明石家庄市DOM的来源主要为内源输入。③水体DOM共解析出3种荧光组分，分别为C1类富里酸(可见光区富里酸)、C2类蛋白(色氨酸)和C3长波类腐殖质，上游与城市水体以类蛋白组分为主(C2)， 而下游类腐殖质(C1+C3)占比较高(80.1%)，且PCA分析表明不同区域水体DOM呈现显著的空间分布差异，荧光参数显示不同区域水体DOM的SR1、FI1.8，HIX4，表明水体DOM呈现出低腐殖化，强自生源的特征。④城市上游和下游水体中C1与C3呈显著相关(P0.01)，城市水体中C1、C2和C3均显著相关(P0.01)，另外C1与C3在不同区域水体中均与NO3--N呈现出显著相关性，RDA结果显示NO2--N、TDN、TDP和COD主要影响DOM的空间分布。综上，城市多重压力作用对流经水系的DOM光谱性质存在显著影响。