应用平行因子分析和三维荧光分析法分辨萘、1-萘酚和2-萘酚

首次利用三维荧光分析法与PARAFAC算法相结合 ,在激发波长为 2 2 0～ 30 0nm(2nm为间隔 ) ,发射波长为 32 5～ 6 0 0nm(5nm为间隔 )对萘、1 萘酚和 2 萘酚体系进行了分辨研究 ,分辨结果与真实结果一致。该方法分辨速度快 ,易于编程实现 ,且分辨效率高 ,解决了三者同时分辨难的问题 。

武汉南湖可溶解性有机物的来源与组成分析

该文基于光谱分析揭示了武汉市南湖可溶解性有机物(DOM)的来源组成与空间分布特征,初步探讨了DOM与南湖污染程度及原因之间的关系。利用紫外-可见光扫描计算得到α(254)的均值为(22.49±1.55)m^(-1)>10 m^(-1),说明DOM浓度偏高,南湖为富营养湖泊。根据三维荧光图谱计算得到的南湖BIX、HIX、FI、M 4个指标的均值分别为(0.94±0.07)、(4.77±0.52)、(1.59±0.10)、(6.04±0.22),表明南湖DOM为自源DOM,且主要成分为腐殖酸、大分子芳香化合物。通过三维荧光-平行因子分析法分析,认为南湖可溶解性有机物主要由4种DOM构成,其中3种为富里酸,1种为腐殖质,与指标计算结论一致。采用克里金插值法得到南湖DOM污染分布图显示南湖3个湖区差异明显,其污染严重程度排序为东部湖区>中部湖区>西部湖区。南湖总磷超标可能与南湖水中藻类消亡有关。

莱州湾荧光溶解有机物的时空分布

利用三维荧光光谱-平行因子分析法(EEMs-PARAFAC)技术结合多元统计方法研究了莱州湾海域春季(2020年5月)和秋季(2020年10月)荧光溶解有机物(FDOM)的来源及时空分布特征。结果显示莱州湾海域FDOM由2类共4个荧光组分组成:C1、C4为类蛋白质组分,分别为色氨酸和酪氨酸;C2、C3为类腐殖质组分。并对各组分的来源及分布特征分析:春季FDOM分布主要受到陆源输入的影响,其中表层C1、C2、C3也受微生物活动影响。秋季表层C1、C2、C3分布受到陆源输入和浮游植物生产共同影响,秋季表层C4主要受生物现场生产影响,秋季底层C1、C2、C3主要受陆源输入影响,C4受陆源输入和浮游植物生产共同影响。各荧光组分在表层的季节性差异主要是由于春季部分FDOM经陆源输入后受偏南风作用,在莱州湾西部及南部海域扩散。FDOM在底层的季节性差异主要由于受到沉积物再悬浮的影响。HIX高值分布表明莱州湾西部和南部FDOM受陆源输入影响显著,BIX高值分布表明莱州湾远海FDOM受生物活动影响程度较高。总体上,陆源输入影响莱州湾FDOM分布的主要因素。

三维荧光差谱分析法在毒品检测中的应用

生物体液中毒品的快速检测和分析是关注焦点和研究课题,要引入一种基于深度学习辅助的三维荧光差谱分析方法,利用具有良好荧光特性的银纳米团簇作为荧光信号源,将其引入含有毒品的待分析尿液之中,捕获采集三维荧光差谱中毒品分子的指纹信息,进行不同毒品的快速定性定量检测和分析。

MPR处理低温污水中溶解性有机物的光谱特性

该文研究了微压内循环生物处理反应器(MPR)处理低温污水的效果,利用三维荧光光谱-平行因子分析法和紫外光谱法分析了低温下溶解性有机物(DOM)的降解特性及组成变化。结果表明:MPR对低温污水有很好的处理效果,化学需氧量、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别为90%、92%、71%和97%。三维荧光光谱图显示原水中有2个强烈的荧光峰,分别是类酪氨酸峰Peak B和类色氨酸峰Peak T_(1)、Peak T_(2);在MPR处理过程中,出现类腐殖质峰Peak A且难以降解,成为出水主要荧光物质。通过平行因子分析法识别出MPR处理低温污水时,DOM中含有2个主要荧光组分,即类蛋白质C1(Ex=225/280 nm,Em=340 nm)和富里酸类腐殖质C2(Ex=235 nm,Em=415 nm)。2种荧光组分的去除效果不同,类蛋白质经MPR处理后降解了85.1%,而类腐殖质组分较为稳定,无明显变化。在MPR运行周期内的紫外光谱试验分析结果显示,MPR对低温污水中溶解性有机物有一定的降解作用,且发现反应器对难降解的芳香性有机化合物也有降解作用,其降解顺序是先降解取代基,再降解芳香环。

金泽水库水体中溶解性有机物的光谱学特征

为追溯新建水源库区污染物质的来源及变化,选取上海市金泽水库为研究区,利用三维荧光光谱结合平行因子分析法,研究金泽水库水体溶解性有机物(DOM)组成结构及空间分布特征。结果表明:DOM由类蛋白质组分、类色氨酸组分、类富里酸组分组成;通过计算腐化指数(HIX)、生物源指数(BIX)和荧光指数(FI),得出水体DOM是腐化程度很低、具有强生物活性,主要受生物源作用;在3月和6月总荧光强度表现为前置库区<深度净化区<生态净化区,12月总荧光强度随水流方向升高,类富里酸在不同月份均随着水流方向降低;总荧光强度随时间的变化表现为3月<12月<6月。

典型岩溶水系统中溶解性有机质的运移特征

西南岩溶水系统中有机质和养分有独特的产生、分解和保存方式,了解有机质与养分循环耦合机制是恢复和优化调控这些脆弱生态系统退化的科学基础.以桂林寨底地下河系统为研究对象,对岩溶地下水的补给、径流、排泄过程中DOM的性质和行为变化进行示踪分析,为深刻认识岩溶地下水DOM的生物地球化学循环提供科学依据.结果表明共检验出3种DOM荧光组分,其中C1、C2为陆源输入的类腐殖质荧光有机物,C3则为内源类蛋白酪氨酸荧光有机物.DOM荧光组分以陆源类腐殖质荧光组分为主,反映了夏季丰水期外源输入对地下水系统DOM的重要贡献.与传统理化指标相比,岩溶地下水系统的DOM空间变化更加明显,也更能反映出地下水系统的细微变化.传统的理化指标主要反映地下河系统的区域特征,而DOM荧光组分则更多地反映了采样点的类型差异.

太湖蓝藻胞内有机质的微生物降解

蓝藻水华消亡时,藻细胞裂解会产生大量的胞内溶解性有机质(I-DOM).本研究利用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和三维荧光-平行因子分析法(EEM-PARAFAC),考察太湖蓝藻I-DOM在微生物降解过程的组成变化,并研究了温度(20、25和30℃)和I-DOM初始浓度(5、10和20 mg·L^(-1))对I-DOM生物降解的影响.结果表明,I-DOM能较好被微生物降解,14 d后,DOC的去除率为50%~74%.初始I-DOM主要包含类色氨酸组分C1(80%),存在C2(一种广泛存在的类腐殖质,16.0%)和C3(微生物来源类腐殖质,3.7%);几乎不含C4(微生物来源类腐殖质,0.3%).微生物降解过程,这些组分既被消耗,同时又能被产生,呈现以下变化趋势:C1组分减少;C2组分变化趋势复杂,其先下降后增加,随后又下降;C3和C4先增加后减少.S_(r)、E_(2)∶E_(3)和HIX指标的变化显示,降解过程中,溶液中DOM分子量增大,腐殖性增强.本实验条件的温度和I-DOM初始浓度范围均不改变各组分的变化趋势;3个温度中25℃条件下降解效果最佳;而随着I-DOM初始浓度的增加,I-DOM降解增强.结合笔者关于I-DOM光降解的研究,推断太湖水华消亡产生的DOM可能有以下的归趋:其中类色氨酸能被有效降解,而各类腐殖质难以完全降解;这些类腐殖质芳香性较强,极可能与金属物质发生作用而从水体中去除,被埋藏在沉积物中.本研究有助于探明太湖蓝藻水华消亡产生DOM的归趋.