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三维荧光光谱法表征岩溶流域中的FDOM转化

DOI:10.3390/w10101427 期刊:Water 出版年份:2018 更新时间:2025-09-23 15:21:01
摘要: 由碳酸盐岩溶蚀作用形成的岩溶系统通常易受污染。目前对地下水体(尤其是岩溶地下水)中天然溶解性有机质(DOM)的组成知之甚少。为揭示岩溶含水层中DOM的特征,选取中国北方典型岩溶流域——玉符河流域进行研究。采用激发-发射矩阵(EEMs)光谱技术测定DOM荧光(FDOM),并运用平行因子分析(PARAFAC)解析影响FDOM生物地球化学行为的岩溶水文地质因素。研究发现三种荧光组分:酪氨酸类、色氨酸类和紫外区富里酸。其荧光特性与人类活动和地下水流密切相关。荧光特征表明玉符河岩溶含水层中的FDOM主要源自人为活动。此外,受岩溶非均质水文条件影响,FDOM在补给、径流和排泄系统中呈现明显分异:上游(补给区)地表水与地下水的FDOM荧光强度(FI)较弱;径流区中部酪氨酸类和色氨酸类物质降解比例增加而富里酸逐渐上升;但当渗入下游(排泄区)深部岩溶含水层系统后,富里酸物质被消耗而蛋白质类物质累积。
作者: Wen Liu,Liankai Zhang,Pengyu Liu,Xiaoqun Qin,Xiaojing Shan,Xin Yao
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研究概述 实验方案 设备清单

利用溶解性有机质的荧光特性揭示岩溶含水层中溶解性有机质(DOM)的特征,并理解岩溶关键带中荧光溶解性有机质(FDOM)的地球化学循环过程。

该研究成功运用平行因子分析法(PARAFAC)解析了玉符河流域荧光溶解性有机质(FDOM)的特征与组成,揭示了其转化的内在机制与生物地球化学行为。共识别出三类FDOM组分,并将其动态变化与人类活动及岩溶水文地质条件相关联。该研究为理解岩溶含水层中有机质的来源提供了定性示踪手段。

该研究受限于荧光光谱和PARAFAC分析的技术约束,以及样品采集和数据分析方法存在优化空间。研究也承认,由于溶解性有机质荧光团成分复杂,难以将特定荧光峰归因于某一种荧光溶解性有机质。

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