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城镇化河流溶解性有机质的荧光特性与水质相关性:以宁波市北仑区芦江为例

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环境科学 2018年第4期39卷 1560-1567页

作者：曹昌丽梁梦琦何桂英纵亚男唐剑锋中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室厦门361021 中国科学院宁波城市环境观测研究站宁波315830 安徽师范大学生命科学学院芜湖241000 宁波市北仑区环境保护局宁波315800

以宁波市北仑区芦江为例,利用三维荧光技术分析城镇化河流水体荧光溶解性有机物(FDOM)组成结构及其空间分布特征,研究FDOM与河流水质的相关性.结果表明,FDOM由类酪氨酸、类色氨酸、类溶解性微生物副产品、类富里酸物质组成,以类蛋白组... 详细信息

以宁波市北仑区芦江为例,利用三维荧光技术分析城镇化河流水体荧光溶解性有机物(FDOM)组成结构及其空间分布特征,研究FDOM与河流水质的相关性.结果表明,FDOM由类酪氨酸、类色氨酸、类溶解性微生物副产品、类富里酸物质组成,以类蛋白组分为主要成分,占总荧光强度的比例高达83.8%,而类腐殖物质的含量较少.各组分荧光强度与氮、磷、金属含量呈显著正相关,表明FDOM与氮、磷等元素的迁移转化有关;FDOM呈现明显的空间分布格局,上游水体FDOM含量较低受人类活动影响较小,下游FDOM含量较高呈现城镇河段排放分布特征;表明人类活动对河流水质及FDOM含量和组成均产生重要影响.

关键词：溶解性有机质三维荧光荧光区域积分法水质城镇化河流

新疆艾比湖流域枯、丰水期三维荧光光谱特性及其与水质的关系

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湖泊科学 2020年第2期32卷 483-495页

作者：王迪张飞张兆永张海威朱世丹张贤龙新疆大学资源与环境科学学院智慧城市与环境建模自治区普通高校重点实验室乌鲁木齐830046 新疆大学绿洲生态教育部重点实验室乌鲁木齐830046 中亚地理信息开发利用国家测绘地理信息局工程技术研究中心乌鲁木齐830046 南京师范大学地理科学学院南京210046

以艾比湖流域主要入湖河流为研究对象,在5月(丰水期)和8月(枯水期)分别沿博尔塔拉河(博河)和精河进行采样,采用平行因子模型(PARAFAC)和三维荧光区域积分法对水体三维荧光特性进行研究并对其与水质的关系在枯、丰水期下的变化进行探讨.... 详细信息

以艾比湖流域主要入湖河流为研究对象,在5月(丰水期)和8月(枯水期)分别沿博尔塔拉河(博河)和精河进行采样,采用平行因子模型(PARAFAC)和三维荧光区域积分法对水体三维荧光特性进行研究并对其与水质的关系在枯、丰水期下的变化进行探讨.结果表明①河流DOM在枯水期与丰水期都含有C1(240、425 nm)UVC类腐殖质,C2(225、290 nm)紫外区内络氨酸类有机物,C3(230/280、330 nm)蛋白类有机物,C4(265、260 nm)腐殖质类共4种组分.通过对水体三维荧光进行区域积分可以看出DOM荧光成分的占比在不同时期的变化.博河在枯水期时EEM光谱中的区域Ⅲ富里酸含量低于丰水期,枯水期时区域Ⅱ芳香类蛋白质、区域Ⅳ可溶性微生物代谢物以及区域Ⅴ类腐殖质酸高于丰水期;对于精河来说,区域Ⅱ芳香类蛋白质和区域Ⅳ可溶性微生物代谢物在枯水期的含量高于丰水期,区域Ⅲ富里酸和区域Ⅴ类腐殖质酸的含量枯水期低于丰水期,这表明水体腐质化程度较高.②本研究选取了一些常规的荧光指数来描述枯、丰水期水体的荧光指数特性.经研究发现,精河的荧光指数、自生源指数和腐殖化指数在不同时期的变化幅度较小,而博河的变化幅度较大.③将荧光指数与水质参数进行相关性分析并建模,结果表明枯水期自生源指数(BIX)与化学需氧量呈显著正相关,相关系数R=0.688;丰水期时BIX与铵态氮浓度呈显著负相关,相关系数R=-0.493.通过对比分析艾比湖主要入湖河流的三维荧光光谱特性与水质在枯、丰水期时的关系进一步表明水体中DOM的特性以及在枯、丰水期下的差异,为艾比湖流域的治理改善提供一定的理论支持和参考依据.

关键词：艾比湖流域水质三维荧光光谱及平行因子法荧光区域积分法荧光指数博尔塔拉河精河

白洋淀春季沉积物好氧反硝化菌群落结构特征及对溶解性有机物的响应

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湖泊科学 2022年第2期34卷 538-552页

作者：陈召莹张甜娜张紫薇周石磊董宛佳崔建升罗晓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石家庄050018

好氧反硝化因其独特优势成为近年来生物脱氮的研究热点,溶解性有机物(DOM)作为微生物碳源是造成群落差异的重要原因,为了探究白洋淀不同功能区好氧反硝化菌群落结构对溶解性有机物碳源的响应,本文结合荧光区域积分法以及nap A反硝化基... 详细信息

好氧反硝化因其独特优势成为近年来生物脱氮的研究热点,溶解性有机物(DOM)作为微生物碳源是造成群落差异的重要原因,为了探究白洋淀不同功能区好氧反硝化菌群落结构对溶解性有机物碳源的响应,本文结合荧光区域积分法以及nap A反硝化基因的高通量测序技术,对白洋淀春季沉积物中的好氧反硝化菌群落结构特征以及好氧反硝化菌对溶解性有机物的响应进行研究.结果表明,春季白洋淀沉积物有机质组分类蛋白质组分高于类腐殖质组分,其中养殖区的类蛋白质组分最大,达到79.63%±3.79%,原始区的类腐殖质组分最大,达到33.91%±6.32%;高通量测序得到3693个OTUs,共分为9个主要门类,其中,变形菌门占比最大,达到99%以上;α多样性Chao1指数呈现显著的空间差异,并且旅游区>生活区>入淀区>原始区>养殖区;该时期好氧反硝化菌主要物种组成包括Aeromonas、Sulfuritortus、Cupriavidus、Pseudomonas和Thauera,Ferrimonas作为指示物种,差异贡献最大;冗余分析发现,可见光区类富里酸物质和微生物代谢产物组分分别是不同功能区好氧反硝化菌群落纲水平和属水平差异的主要原因.综上,通过对白洋淀好氧反硝化菌群与溶解性有机物的相关关系研究,不仅有助于进一步认识天然环境中氮循环微生物的特征;还可以为将来适于实际环境的高效菌筛选的碳源选择提供参考.

关键词：白洋淀沉积物好氧反硝化溶解性有机物荧光区域积分法响应机制

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三维荧光光谱评价污水处理厂COD去除效率

环境工程学报 2016年第4期10卷 2127-2131页

作者：帅磊李卫华申慧彦杨琳安徽建筑大学环境与能源工程学院水污染控制与废水资源化安徽省重点实验室合肥230601

采用三维荧光光谱与平行因子法和荧光区域积分法相结合,对城市生活污水处理厂各反应流程的水样进行了快速表征和分析。结果表明,污水中主要荧光物质为类蛋白质和类胡敏酸物质,其中类蛋白质的平行因子得分和荧光区域积分值均与水样化学... 详细信息

采用三维荧光光谱与平行因子法和荧光区域积分法相结合,对城市生活污水处理厂各反应流程的水样进行了快速表征和分析。结果表明,污水中主要荧光物质为类蛋白质和类胡敏酸物质,其中类蛋白质的平行因子得分和荧光区域积分值均与水样化学需氧量(COD)具有较好的相关性。进一步分析表明,类蛋白质与类胡敏酸的区域积分值之比可以反映污水处理厂溶解性COD的去除效果。该研究提供了一种快速且不需外加试剂的评价污水厂溶解性COD去除效率的方法。

关键词：三维荧光光谱平行因子法荧光区域积分法生活污水

污水厂进出水中DOM的三维荧光和FTIR光谱解析

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环境科学与技术 2018年第1期41卷 71-76页

作者：王佳琴李卫华申慧彦黄显怀姚亮刘绍根伍鲧安徽建筑大学环境与能源工程学院安徽合肥230601 安徽建筑大学水污染控制与废水资源化重点实验室安徽合肥230601

采用树脂分离方法对合肥市某城市污水处理厂进出水中的溶解有机质进行分离,得到憎水性碱、憎水性酸、憎水性中性物质、亲水性碱、亲水性中性物质和亲水性酸等共6种物质。分析结果表明,憎水性组分荧光相对较强,而亲水性组分荧光则较弱。... 详细信息

采用树脂分离方法对合肥市某城市污水处理厂进出水中的溶解有机质进行分离,得到憎水性碱、憎水性酸、憎水性中性物质、亲水性碱、亲水性中性物质和亲水性酸等共6种物质。分析结果表明,憎水性组分荧光相对较强,而亲水性组分荧光则较弱。采用三维荧光光谱结合各区域荧光强度积分(FRI)值分析可以得到类蛋白质、类富里酸和类胡敏酸等3种主成分的荧光积分标准体积值,出水的3种主成分荧光标准体积值比进水低,憎水性碱、亲水性碱、亲水性酸和亲水性中性物质亦呈现类似规律,说明它们在生化过程中经过微生物降解以后,荧光物质发生了降解和转化。憎水性酸中的类蛋白物质和憎水性中性物质中的3种组分相对浓度均强于进水,说明生物反应有助于生成上述2种物质.在此基础上,进一步采用傅里叶变换红外光谱定性分析进出水中各组分中官能团特征峰。结果显示,进出水中溶解有机物主要有多糖、脂类和蛋白质等物质,经过生化处理这些物质得到了显著的降解。

关键词：树脂分离溶解性有机质三维荧光光谱荧光区域积分法傅里叶变换红外光谱

基于光谱法解析污水厂DOM转化与DBPs生成特征

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中国给水排水 2023年第5期39卷 53-59页

作者：汪鹏郭洁陆旦沈虹沈志豪王凯丽张童唐玉霖马晓雁浙江工业大学土木工程学院浙江杭州310014 同济大学环境科学与工程学院上海200092 昆山市污水处理有限公司江苏昆山215300

通过检测污水处理厂进、出水以及各处理单元出水的理化指标,结合三维荧光光谱和紫外光谱特征,对污水处理厂中溶解性有机物(DOM)的迁移转化进行解析。结果表明,应用荧光区域积分法与平行因子分析法识别出污水中的2个特征荧光组分为类色氨... 详细信息

通过检测污水处理厂进、出水以及各处理单元出水的理化指标,结合三维荧光光谱和紫外光谱特征,对污水处理厂中溶解性有机物(DOM)的迁移转化进行解析。结果表明,应用荧光区域积分法与平行因子分析法识别出污水中的2个特征荧光组分为类色氨酸(C1,275 nm/330 nm)和类富里酸(C2,290 nm/420 nm),在污水厂全流程处理工艺中,C1下降了85%、C2下降了50%;荧光组分与常规水质指标COD、BOD_(5)、TOC以及UV_(254)等均呈极显著正相关。加氯消毒后DOM的荧光特征峰出现蓝移,在出水中检测到的消毒副产物(DBPs)主要为三氯甲烷、二氯乙酸和三氯乙酸,浓度分别为16.3、19.0和23.8μg/L,应受到关注。

关键词：污水处理厂溶解性有机物荧光区域积分法平行因子分析消毒副产物

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生物脱氮工艺实验研究与荧光光谱分析

生物脱氮工艺实验研究与荧光光谱分析

作者：帅磊安徽建筑大学

学位级别：硕士

传统生物脱氮工艺污水处理厂出水中总氮浓度较高,难以满足日益严格的污染物排放标准,因此对老旧污水厂进行提标改造,使出水达标势在必行,常用的改造方式有外加碳源和分段进水工艺。本论文采用SBR小试装置,以模拟生活废水为研究对象,在... 详细信息

传统生物脱氮工艺污水处理厂出水中总氮浓度较高,难以满足日益严格的污染物排放标准,因此对老旧污水厂进行提标改造,使出水达标势在必行,常用的改造方式有外加碳源和分段进水工艺。本论文采用SBR小试装置,以模拟生活废水为研究对象,在反应器正常启动后开展了外加碳源和分段进水工艺的研究。分别考察了设置前置和后置两种独立反硝化阶段中外加碳源种类和碳氮比对脱氮效果的影响。对SBR反应器进行分段进水工艺改进,进行了2段式进水模式下不同分段比例和进水碳氮比下脱氮效果的比较。利用驻厂氧化沟小试装置,以实际生活废水作为处理对象,开展了小试装置的模拟启动运行,研究了缺氧阶段外加碳源种类对脱氮效果的提升作用,并在试验过程中结合了荧光光谱分析技术。通过试验取得了以下结果:1.在SBR反应器曝气阶段后增加后置缺氧反硝化阶段,可以明显提高总氮去除率。反硝化细菌对内碳源的利用效率低,在缺氧阶段开始时投加外碳源以补充反硝化所需,可增强反硝化脱氮效果。分别投加等浓度的蔗糖、乙酸钠和复合碳源作为外碳源时的总氮去除率分别为55.7%、94.6%和96.6%。以乙酸钠作为反硝化碳源,投加量以使进水COD/N值达到5:1以上时,系统脱氮效果最好。采用前置反硝化工艺时,SBR反应器只能降解上一循环剩余上清液内硝酸盐氮,原水中有机物用于反硝化作用的比例低,对于本循环进水中的氮素污染物的实际脱除效果提升不明显。***反应器在进水分段数为2,采用5:5的分段进水比例时出水中硝酸盐氮浓度为22.7mg/L,低于7:3的进水比例时的出水。进水COD/N值与脱氮效果研究结果表明:进水COD/N值越高,能够提供给反硝化阶段使用的碳源越多,硝酸盐氮去除率越高。进水碳氮比在5:1以上时,2段式等量进水SFSBR工艺能够取得较好的脱氮效果,出水中总氮去除率可以提高到78.3%,当实际进水碳氮比低于5时,在缺氧阶段投加外加碳源,能显著增强脱氮效果。3.采用小试装置模拟氧化沟工艺处理实际生活污水,采取间歇曝气模式可在时间上实现缺氧-好氧交替,实现氧化沟工艺的模拟。在缺氧段投加外碳源时,总氮平均去除率由传统氧化沟的47%提高到80%以上,以乙酸钠作为外加碳源时,总氮去除率高达86.4%,显著提升了传统氧化沟工艺的脱氮能力。4.微生物在降解有机物过程中产生的代谢产物以及微生物衰亡释放的胞内物质会导致荧光强度的变化,利用三维荧光光谱技术可以直观反映出污水厂进出水中有机物浓度。荧光区域积分法分析法的结果表明:类胡敏酸荧光物质浓度在生物处理阶段升高,在沉淀阶段降低;污水中类蛋白质荧光区域积分值与COD值有很好的相关性;类蛋白质与类胡敏酸区域积分值之比(R/R)可以作为评价污水厂有机物处理效率的指标。

关键词：生物脱氮分段进水荧光光谱荧光区域积分法

岩门秀芽茶叶主要浸出物三维荧光指纹图谱分析

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化学研究 2023年第6期34卷 490-495页

作者：黄玉双于秀静吴蝶谭超宜宾学院过程分析与控制四川省高校重点实验室四川宜宾644000

基于三维荧光光谱技术结合荧光区域积分法,研究了岩门秀芽在不同冷泡时间下浸出液样品的三维荧光光谱特征。通过激发扫描获取激发-发射矩阵光谱,识别荧光峰的位置并采用荧光区域积分法计算荧光峰所处区域内荧光强度的积分体积值,以探究... 详细信息

基于三维荧光光谱技术结合荧光区域积分法,研究了岩门秀芽在不同冷泡时间下浸出液样品的三维荧光光谱特征。通过激发扫描获取激发-发射矩阵光谱,识别荧光峰的位置并采用荧光区域积分法计算荧光峰所处区域内荧光强度的积分体积值,以探究岩门秀芽主要浸出物种类及其动态变化规律。研究结果显示,在不同浸泡时间下,岩门秀芽浸出液的三维荧光光谱都会产生明显的瑞利散射和红移现象,其主要浸出物:黄酮及黄酮醇类物质、儿茶素和叶绿素a的含量也在不断地变化。在20 min时,茶叶功效成分的含量保留较高且儿茶素含量较低,为冷泡的最佳饮用时间。该研究为实现基于三维荧光光谱技术快速检测茶叶主要成分和鉴别茶叶种类奠定了基础,也为茶叶的科学浸泡和饮用提供参考。

关键词：三维荧光荧光区域积分法瑞利散射红移冷泡茶

太湖水源水有色溶解性有机物(CDOM)荧光特性分布特征以及源解析

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净水技术 2019年第3期38卷 56-62页

作者：王聪颖陈卫陶辉张孝忠河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学环境学院江苏南京210098

多次采集太湖水源水以及入湖河流水样,利用三维荧光光谱手段探究荧光特征,并采用荧光区域积分法(EEM-FRI)结合主成分分析法(PCA)研究了太湖水源水CDOM的主要来源。结果表明:西氿水源水CDOM受外源的影响较大;马山水源水CDOM冬春受外源的... 详细信息

多次采集太湖水源水以及入湖河流水样,利用三维荧光光谱手段探究荧光特征,并采用荧光区域积分法(EEM-FRI)结合主成分分析法(PCA)研究了太湖水源水CDOM的主要来源。结果表明:西氿水源水CDOM受外源的影响较大;马山水源水CDOM冬春受外源的影响较大,夏秋以内源释放为主;其余太湖水源地原水中CDOM以内源为主。

关键词：有色可溶性有机物三维荧光光谱荧光区域积分法太湖