派河水体中DOM的光谱分析及其来源解析

派河是环巢湖流域重要入湖河流,为加强该流域环境综合治理,改善水环境质量,采集派河入河口水样,通过三维荧光光谱和紫外-可见吸收光谱,结合平行因子分析模型及相关性分析,进行DOM(dissolred organic matter,溶解性有机物)光谱学特性研究,分析派河水体DOM荧光组分来源及特征.结果表明:(1)水体中DOM含2类4种荧光组分,其中,类蛋白物质荧光组分(类色氨酸和类酪氨酸)占总组分荧光强度的68. 1%,类富里酸物质(紫外类富里酸和可见类富里酸)占总组分荧光强度的31. 9%;(2)采样点FI (荧光指数)大于1. 9,BIX (生物源指数)大于1. 0,派河上游HIX (腐殖化指数)小于1. 5,下游HIX范围为1. 5～3,表明派河DOM具有明显的生物源特征,水体腐殖化程度较低,上覆水体浮游动植物和生物细菌分布均匀且对水体环境有明显影响;(3)紫外-可见光吸收系数[a(280)和a(355)]可很好地表征派河水体中DOM相对含量,紫外-可见吸收光谱测定结果显示,水体中含大量性质相对稳定的有机物;(4)紫外类富里酸和类酪氨酸的荧光强度均与a(280)、a(355)呈显著正相关,表明水体DOM中紫外类富里酸和类酪氨酸组分的产生及来源具有一致性或相伴发生.研究显示,光谱分析法可有效表征派河水体中DOM兼具陆源和生物来源的双重特性.

不同水环境下苦草腐解对水质的影响

为探究沉水植物在不同水环境下的腐解对水质的影响,在实验室条件下分别模拟不同生物量沉水植物苦草在高纯水、上覆水及底泥悬浮液环境下的腐解过程及其对水体水质的影响,并分别讨论了N、P等含量在底泥和上覆水环境下的差异性.结果表明:(1)随着时间的推移,苦草腐解均会导致上覆水及底泥悬浮液中pH先降后升,ρ(DO)急剧降低.在上覆水环境中,pH自7.8降至7.2,再增至8.7;与试验初期相比,ρ(DO)在第10天降低了56%.在底泥悬浮液中,pH自7.8降至7.3,再增至8.3;在第10天ρ(DO)降低了近60%.(2)在上覆水及底泥悬浮液中,苦草腐解以释放有机氮为主,NH_3-N次之;ρ(TP)在试验前期呈先升后降趋势,但在试验中期底泥悬浮液环境中ρ(TP)则呈动态平衡,约为1 mg/L.(3)不同生物量(0.1、0.2、0.4 g/L)的苦草腐解后水环境中的营养盐含量有所不同,其中ρ(COD_(Cr))、ρ(TP)与生物量呈正相关,在试验前期ρ(TN)、ρ(NO_2^--N)随着峰值的增大而增大.研究显示,苦草腐解对两种水环境的物化性质有着相似的影响,而对其主要营养盐氮、磷形态的变化有着显著性的差异.

不同生物量苦草残体腐解对水体水质的影响

为探究不同生物量苦草残体腐解对水体水质的影响,在实验室模拟了不同生物量条件下苦草残体腐解过程中各项水质指标的变化规律。结果表明:不同生物量的苦草残体在腐解过程中对水体水质的影响有较大差异,随着生物量的增加,苦草残体腐解对各水质指标的影响程度逐渐加大。由试验分析可知,不同生物量的苦草残体腐解对水体pH值影响不明显;对于DO而言生物量越大,水体中DO越小;随着苦草残体的腐解过程,水体中COD浓度呈上升趋势,在试验末期远高于试验初始值,而且随着生物量的增加,水体中COD浓度也不断增高;同时不同生物量苦草残体腐解过程中均会向水体中释放含氮、含磷物质,生物量越大,向水体中释放的越多。因此为避免过多的苦草残体腐解对水体造成二次污染,必须控制水体中其残留生物量。

沉水植物苦草腐解对水体水质的影响

沉水植物可以有效控制湖泊富营养化,但不同水环境下其周期性衰亡对湖泊生态系统的影响不容忽视。以苦草为研究对象,采用分解网袋法进行为期66 d的室内模拟试验,研究高纯水和底泥悬浮液环境下不同生物量密度的苦草腐解过程及水体氮、磷等营养盐的浓度变化。结果表明:①不同生物量密度(0.1、0.2、0.4 g/L)的苦草腐解过程均可以分为快速淋溶和缓慢分解两个阶段,不同阶段内组间质量损失率存在差异,但总体趋势一致。②高纯水环境下,水体营养盐含量(COD、TP)与生物量呈正相关(相关系数r分别为0.478、0.697,P<0.05),0.4 g/L的苦草会明显提高水中各营养盐含量,破坏水体水质;苦草腐解时,磷的矿化速率比氮快。③底泥悬浮液环境下,苦草残体腐解对水体水质的影响有明显的时效性和阶段差异性,TN浓度与水体中DO浓度、pH值显著相关(r分别为0.839、0.806,P<0.05),苦草腐解释放的氮、磷等营养盐在底泥-水界面发生复杂的吸附和降解反应,适量的苦草残体腐解可促进各形态氮、磷的迁移转化。