渤海和胶州湾海域溶解有机物荧光及其在环境溯源中的应用

论文摘要

溶解有机物（DOM）在环境中普遍存在,并且在海洋和全球生态系统中发挥着重要作用;荧光性质是DOM的重要并且易于测量的光学性质之一,用于沿岸水质监测、河流输入物质的示踪、水团划分以及光学遥感和有机碳循环等方面的研究。20世纪90年代以来,三维荧光光谱（Excitation-Emission Matrix spectra,EEMs）广泛应用于海洋中DOM的研究。多元变量分析方法对EEMs数据进行处理,可以提取其中很多隐含的信息,应用于复杂混合物的研究及追踪荧光有机物的来源。本论文通过现场调查,并结合实验室培养实验,对渤海和胶州湾海域以及典型污染源区域海水DOM的EEMs性质进行了研究,应用聚类分析和主成分分析方法对数据进行处理,探讨其作为指纹图谱在污染物示踪中的应用。本论文主要工作及结论如下:1.对胶州湾海泊河和莱州湾挑河、养殖区、电厂和造纸厂等5个不同污染源及其附近海水、渤海和胶州湾海水中DOM的EEMs性质进行了调查分析。（1）不同污染源区域样品的DOM的EEMs性质表明,水体中DOM的EEMs性质受污染物的类型和浓度的影响,尤其是海泊河输入大量生活污水和工业废水的影响更加明显。海泊河输入废水中DOM具有明显的类蛋白荧光峰S和T,分别位于Ex/Em=230nm/350nm和280/340nm,使附近海水中同样具有较强的类蛋白荧光。废水与海水混合过程中,荧光峰A和C的位置发生蓝移,荧光强度与盐度之间存在一定的负相关性,表明海泊河输入是附近海水中有机物的重要来源。挑河水中有机物以类腐殖质荧光峰A和C为主,附近海水中荧光峰A和C的位置相对河水中发生红移。造纸厂附近海水与排放废水中荧光峰A位置相同,揭示了造纸厂排放废水中有机物的影响。电厂区域和养殖区海水中DOM的EEMs存在

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 1 文献综述
• 1.1 水体中DOM 荧光性质概述
• 1.2 海洋中DOM 的来源
• 1.3 三维荧光光谱数据处理方法
• 1.4 论文的主要研究内容和研究目的
• 2 条件实验
• 2.1 仪器、试剂和实验方法
• 2.2 实验部分
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 青岛近海海水中腐殖质EEMS 性质
• 2.3.2 样品保存条件比较
• 2.4 小结
• 3 典型污染源及其受体海水中DOM 的EEMs 性质研究
• 3.1 研究区域简介
• 3.2 样品采集与分析
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 污染源区域水体中DOM 的EEMS 特征
• 3.3.2 不同荧光峰强度之间的相关性和比值的变化
• 3.3.3 荧光强度与环境因子之间的关系
• 3.4 小结
• 4 胶州湾间隙水和沉积物提取有机物EEMs 特征和分子量分布研究
• 4.1 样品采集与分析
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 沉积物间隙水DOM 的EEMS 性质
• 4.2.2 沉积物中有机物的EEMS 特征
• 4.2.3 不同荧光峰强度之间的比值
• 4.2.4 间隙水中DOM 和沉积物提取有机物的分子量分布
• 4.2.5 间隙水和沉积物提取有机物EEMS 光谱和分子量分布曲线的相似性度量
• 4.3 小结
• 5 浮游生物来源DOM 的EEMS 性质
• 5.1 实验部分
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 浮游植物生长过程中产生有机物的EEMS 性质
• 5.2.2 现场采集水样培养实验过程中有机物EEMS 性质的变化
• 5.2.3 培养实验过程中不同荧光峰强度之间的相关性和比值的变化
• 5.3 小结
• 6 渤海和胶州湾海水中DOM 的EEMs 性质研究
• 6.1 研究区域简介
• 6.2 样品采集与分析
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 渤海海水中DOM 的EEMS 性质研究
• 6.3.2 胶州湾海水中DOM 的EEMS 性质研究
• 6.4 小结
• 7 DOM 的EEMs 光谱在污染物被动示踪中的初步应用
• 7.1 主成分分析和聚类分析方法介绍
• 7.2 不同区域海水中DOM 的EEMS 数据分析结果
• 7.2.1 2004 年5 月污染源区域EEMS 数据分析结果
• 7.2.2 2005 年5 月污染源区域EEMS 数据分析结果
• 7.2.3 渤海海水样品EEMS 数据分析结果
• 7.2.4 胶州湾海水样品EEMS 数据分析结果
• 7.2.5 本节小结
• 7.3 对不同污染源区域样品的识别
• 7.4 胶州湾中心海区表层水中不同来源有机物贡献的估算
• 7.5 本章小结
• 8 主要结论与展望
• 参考文献
• 附录Ⅰ 缩略符号一览表
• 附录Ⅱ 污染源区域2004 年5 月和2005 年5 月调查水质参数表
• 附录Ⅲ 营养液配制
• 附录Ⅳ 污染物轨迹的数值追踪
• 附录Ⅴ GC -MS 测量条件
• 附录Ⅵ 在读期间发表及完成文章
• 致谢