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思林水库荧光溶解性有机质的特征、来源及其转化动力学
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作者 劳心宇 原杰 +1 位作者 刘瑜 Khan MGMostofa 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期1209-1216,共8页
利用三维荧光光谱(EEM)结合平行因子分析(PARAFAC),研究了思林水库冬季(1月)、春季(4月)、夏季(6月)和秋季(10月)上游入库水体、库区表层水(0 m)、库区深层水(20 m)、出库水体的荧光溶解性有机质(FDOM)不同组分的特征、来源及其转化动力... 利用三维荧光光谱(EEM)结合平行因子分析(PARAFAC),研究了思林水库冬季(1月)、春季(4月)、夏季(6月)和秋季(10月)上游入库水体、库区表层水(0 m)、库区深层水(20 m)、出库水体的荧光溶解性有机质(FDOM)不同组分的特征、来源及其转化动力学.结果表明,思林水库的溶解性有机质由3种荧光组分组成,分别是:陆源类腐殖质(C类,C1)、浮游植物源的微生物类腐殖质(M类,C2)和浮游植物源的类蛋白或类色氨酸或类酪氨酸(C3).其中陆源类腐殖质的荧光强度随着入库水、库区表层水、库区深层水和出库水逐渐减少,这表明由于光化学作用、微生物作用、大坝拦截效应等环境因素的影响,类腐殖质随着水体由入库向出库的流动而逐渐降解.相反,微生物类腐殖质(M类)的荧光强度结果表明,在入库-出库过程中,微生物类腐殖质处于产生及部分或完全降解的波动中,这表明微生物类腐殖质是浮游植物的原生产物,并且对于光化学作用、微生物作用和大坝拦截效应有很强的不稳定性.类蛋白或类色氨酸或类酪氨酸主要新产生于夏季和秋季的表层水体中,在冬季和春季表层和深层水体中也有产生;并在出库过程中逐渐减少.这表明类蛋白或类色氨酸或类酪氨酸是浮游植物的原生产物;并且它们受到光化学作用、微生物作用和大坝拦截效应的共同影响,在表层和深层水中生成和降解.因此,这些结果意味着通过平行因子分析确定的荧光溶解性有机质组分的方法,对于更好地理解溶解性有机质在水库水体的转化动力学机制至关重要. 展开更多
关键词 思林水库 荧光溶解性有机质(FDOM) 三维荧光光谱(EEMs) 平行因子分析(PARAFAC) 荧光组分
城镇流域水体-沉积物中溶解性有机质的荧光特性及影响因素:以宁波市小浃江为例
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作者 高凤 邵美玲 +2 位作者 唐剑锋 曹昌丽 易辉 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期4009-4017,共9页
我国快速城镇化过程对流域水体和沉积物的溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)含量和成分产生了重要影响,探究水体-沉积物中DOM的分布特性及影响因素具有重要意义.本研究选取长三角典型城镇地区宁波市北仑区小浃江流域为研究对... 我国快速城镇化过程对流域水体和沉积物的溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)含量和成分产生了重要影响,探究水体-沉积物中DOM的分布特性及影响因素具有重要意义.本研究选取长三角典型城镇地区宁波市北仑区小浃江流域为研究对象,利用三维荧光光谱技术,结合PARAFAC(平行因子分析)模型及相关性分析,对小浃江流域水体及沉积物DOM光谱特性进行研究,分析DOM荧光组分特征及来源.结果表明:①小浃江水体-沉积物DOM主要包括4种组分:C1、C2、C3和C4,其中C1为陆源类腐殖质,分子量较大;C2为陆源类腐殖质,由生物降解产生,分子量较小;C3为类蛋白物质,包括类色氨酸,对微环境的变化敏感;C4为陆源类腐殖质.②小浃江水体DOM受新生内源和陆源输入共同影响,腐殖化程度较弱,腐殖质含量较低.沉积物以陆源或土壤源输入为主,内源贡献较小,DOM具有一定的腐殖化特征,腐殖质的浓度水平高于水体中腐殖质含量.③冗余分析(redundancy analysis,RDA)表明,水体DOM各组分相关性较高的环境因子主要为农田、城镇;而沉积物DOM各组分相关性较高的环境因子为城镇、农田、湿地.其中,城镇对沉积物中类腐殖质C4和类腐殖质的浓度参数Fn(355)影响最大. 展开更多
关键词 小浃江 水体 沉积物 溶解性有机质(DOM) 三维荧光光谱 平行因子分析法(PARAFAC)
亚热带河口陆基养虾塘水体CDOM三维荧光光谱平行因子分析
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作者 朱爱菊 孙东耀 +2 位作者 谭季 黄佳芳 罗敏 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期164-171,共8页
利用三维荧光光谱平行因子分析(EEMs-PARAFAC)技术,对我国亚热带地区闽江、木兰溪、九龙江河口滨海陆基养虾塘水体的有色溶解性有机质(CDOM)进行了组分及来源分析.研究表明从养虾塘水体CDOM荧光光谱中解析出4个有效PARAFAC荧光组分,包括... 利用三维荧光光谱平行因子分析(EEMs-PARAFAC)技术,对我国亚热带地区闽江、木兰溪、九龙江河口滨海陆基养虾塘水体的有色溶解性有机质(CDOM)进行了组分及来源分析.研究表明从养虾塘水体CDOM荧光光谱中解析出4个有效PARAFAC荧光组分,包括2种类蛋白质物质和2种类腐殖酸物质,其中类蛋白质组分是河口陆基养虾塘水体中CDOM的主要组成部分.水体的荧光指数FI和自生源指标BIX表明河口区滨海陆基养虾塘水体中CDOM的强自生来源贡献.而腐殖化指标HIX表明养殖塘水体具有弱腐殖化特征.类蛋白质组分与类腐殖质组分之间可能具有相同的来源属性和地化行为,盐度与CDOM呈现极显著负相关,而DOC与CDOM中类腐殖质组分(C2、C3)呈现显著正相关.本研究为进一步揭示养虾塘水体CDOM的光化学性质提供了科学依据. 展开更多
关键词 有色溶解性有机质(CDOM) 三维荧光光谱(EEMs) 平行因子分析(PARAFAC) 陆基养虾塘 河口
pH值对滇池水体溶解性有机质(DOM)光降解作用的影响 预览
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作者 于莉莉 钟晔 +4 位作者 孙福红 时迪 安广楠 陈艳卿 李德文 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2533-2539,共7页
运用紫外光谱、三维荧光光谱技术结合平行因子分析法(PARAFAC)探讨了pH值对滇池水体环境中溶解性有机质(DOM)光化学降解特性(紫外光谱特征、荧光组分及其荧光强度)的影响。掌握了不同pH值条件下DOM光化学降解特性及其差异性,可为DOM的... 运用紫外光谱、三维荧光光谱技术结合平行因子分析法(PARAFAC)探讨了pH值对滇池水体环境中溶解性有机质(DOM)光化学降解特性(紫外光谱特征、荧光组分及其荧光强度)的影响。掌握了不同pH值条件下DOM光化学降解特性及其差异性,可为DOM的生物地球化学循环基础数据提供有利支撑,同时对富营养化湖泊水质改善和有效控制具有重要的启示作用。结果表明,在光降解发生过程中(0~30 d), DOM被识别出具有三个主要荧光组分,分别为长波类富里酸组分C1(325, 425 nm),类蛋白类组分C2(295, 390 nm)和具有高芳香度特性的类腐殖质组分C3(260/350, 360/450 nm);pH值的变化对DOM光降解过程中的紫外光谱和三维荧光光谱特征均产生重要影响;当pH值从4.0增加到9.0, DOM的紫外吸光系数随pH值增大而增大,总荧光强度随pH值增加而逐渐下降;类蛋白组分C2从降解的第8天开始,其荧光强度也表现出随pH值增加逐渐下降的趋势,这表明高pH值能够促进水体DOM的光降解作用。鉴于pH值能够对DOM光降解过程及其紫外光谱和三维荧光光谱特征产生重要影响,研究认为,对比不同来源DOM(自然水体、 DOM提取物等)的紫外光谱、三维荧光光谱和平行因子分析结果时,应监测并报告DOM溶液的pH值, pH值应尽量保持一致,以保证结果的可比性。 展开更多
关键词 溶解性有机质 PH值 三维荧光光谱 平行因子分析
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PARAFAC和FRI解析ISI中DOM分布 预览
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作者 吕晶晶 龚为进 +6 位作者 窦艳艳 段学军 刘海芳 张列宇 席北斗 于水利 侯立安 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期2039-2047,共9页
利用平行因子分析(PARAFAC)和荧光区域积分(FRI)的方法解析三维荧光光谱(3D-EEMs),结合主成分分析、相关性分析、聚类分析和多元线性回归分析,研究了曝气预处理改良土壤渗滤系统(ISI)处理生活污水时溶解性有机物(DOM)的垂直分布特征.根... 利用平行因子分析(PARAFAC)和荧光区域积分(FRI)的方法解析三维荧光光谱(3D-EEMs),结合主成分分析、相关性分析、聚类分析和多元线性回归分析,研究了曝气预处理改良土壤渗滤系统(ISI)处理生活污水时溶解性有机物(DOM)的垂直分布特征.根据FRI分析,ISI中DOM可以分为5个荧光区域,包括3个类蛋白物质区域(Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ)和2个类腐殖质物质区域(Ⅲ、Ⅴ).沿着垂直方向向下,ISI中DOM有溶出的现象,导致总荧光区域积分体积(TOT)与TN、TP、NH4^+-N、COD、TOC等都呈现显著负相关的关系,而与EC呈现显著正相关关系,其中荧光区域Ⅴ与NO3^--N浓度呈显著正相关的关系,氮素去除与DOM组成之间关系密切.通过进一步做PARAFAC分析表明,可以从DOM中识别出四种荧光组分,分别为C1类富里酸类物质和C2、C3、C4类蛋白类物质.荧光组分浓度得分值Fmax表明,ISI对物质降解由易到难依次为C2>C4>C1、C3,即类酪氨酸最易降解,其次为类色氨酸类物质和类富里酸类物质.根据多元线性回归分析,可以用Fmax间接表征TN、TP和COD等水质指标的浓度. 展开更多
关键词 溶解性有机物 改良土壤渗滤 三维荧光光谱 荧光区域积分 平行因子分析
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抚仙湖有色可溶性有机物的来源组成与时空变化 预览
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作者 陈乐 周永强 +5 位作者 周起超 李凯迪 张运林 赵玉伟 陆轶峰 常军军 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1357-1367,共11页
基于2017年1-12月在抚仙湖开展的逐月观测,利用紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱技术探讨该湖有色可溶性有机物(CDOM)的来源组成及时空变化特征.12个月CDOM吸收值a(254)的均值为3.47±0.57m-1,范围为1.82~5.22m^-1,说明CDOM丰度较低... 基于2017年1-12月在抚仙湖开展的逐月观测,利用紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱技术探讨该湖有色可溶性有机物(CDOM)的来源组成及时空变化特征.12个月CDOM吸收值a(254)的均值为3.47±0.57m-1,范围为1.82~5.22m^-1,说明CDOM丰度较低.平行因子分析结果给出了2种类酪氨酸荧光组分(C1和C3)、1种类色氨酸荧光组分(C2)、1种类腐殖质荧光组分(C4),12个月内源组分(C1+C3)对总荧光强度的平均贡献为65.81%±15.38%,外源组分(C2+C4)的平均贡献为34.19%±15.38%;荧光指数FI的均值为1.73±0.14,腐殖化指数HIX的均值为1.02±0.37,生源化指数BIX的均值为1.23±0.27,说明CDOM主要为微生物内源产生.时空变化方面,春(3-5月)、夏(6-8月)、秋(9-11月)和冬(1、2、12月)季的a(254)分别为3.20±0.47、3.76±0.64、3.67±0.50和3.23±0.38m^-1,夏季和秋季均显著高于冬季和春季;CDOM丰度及内外源组分的空间分布具有季节异质性,可能与流域土地利用、河流输入、降雨、温度、光辐射等因素有关. 展开更多
关键词 有色可溶性有机物 紫外-可见吸收光谱 三维荧光光谱 平行因子分析 云南高原 抚仙湖
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南水北调东线中游枢纽湖泊有色可溶性有机物来源组成特征
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作者 张柳青 彭凯 +6 位作者 周蕾 石玉 李元鹏 周永强 龚志军 张运林 杨艳 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期3018-3029,共12页
运用三维荧光光谱(excitation-emission matrices,EEMs)与平行因子分析模型(parallel factor analysis,PARAFAC)技术手段对南水北调东线枢纽湖泊洪泽湖、骆马湖两个水体中CDOM的来源组成特征进行分析.结果表明:①解析出两湖泊均得到3个... 运用三维荧光光谱(excitation-emission matrices,EEMs)与平行因子分析模型(parallel factor analysis,PARAFAC)技术手段对南水北调东线枢纽湖泊洪泽湖、骆马湖两个水体中CDOM的来源组成特征进行分析.结果表明:①解析出两湖泊均得到3个荧光组分,陆源类腐殖质C1、类色氨酸C2和类酪氨酸C3.②两湖泊3种组分荧光强度在入湖河口附近明显高于其他水域,且丰水季节3种组分荧光强度均显著大于枯水季节(t-test,P<0.01),其中陆源类腐殖质C1的荧光强度在丰水期最大.表明两湖水体CDOM来源与组成受上游水系来水量和水文过程的影响较大,尤其是陆源类腐殖质浓度的高低.③相关性分析得出,陆源类腐殖质C1与DOC浓度、吸收系数a(254)有极显著相关性(r^2=0.60,P<0.01;r^2=0.88,P<0.01),相关性高于其余两种组分,表明陆源类腐殖质为CDOM的主要来源.另外,陆源类腐殖质C1与SUVA、S275-295、IC∶IT具有很好的相关性(r^2=0.49,P<0.01;r^2=0.61,P<0.01;r^2=0.93,P<0.01),进一步说明了两湖泊CDOM来源与组成受陆源影响较大.洪泽湖、骆马湖CDOM来源与组成受到不同水文情景和入湖河流的影响,应加强丰水期对入湖河流的水质管理. 展开更多
关键词 南水北调 洪泽湖 骆马湖 有色可溶性有机物 平行因子分析
周村水库汛期暴雨中溶解有机物(DOM)的光谱特征及来源解析 预览
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作者 周石磊 张艺冉 +3 位作者 黄廷林 罗晓 岳琳 李再兴 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期493-506,共14页
运用三维荧光光谱(EEMs)技术结合平行因子分析法(PARAFAC),对周村水库夏季两场暴雨不同降雨历时以及分子量的溶解有机物光谱特征和来源进行分析.结果表明:周村水库不同暴雨荧光光谱中出现了5种组分,分别为类腐殖质(C1、C2)、可见区富里... 运用三维荧光光谱(EEMs)技术结合平行因子分析法(PARAFAC),对周村水库夏季两场暴雨不同降雨历时以及分子量的溶解有机物光谱特征和来源进行分析.结果表明:周村水库不同暴雨荧光光谱中出现了5种组分,分别为类腐殖质(C1、C2)、可见区富里酸(C3)和类蛋白(C4、C5);相关性分析显示C1与C2、C3、C4以及C5具有显著的相关性,C2与C3具有显著的相关性,C3与C4以及C5具有显著的相关性;同一分子量下的雨水有机质总荧光强度以及各组分荧光强度随着降雨历时的增加均呈下降趋势,并且在各个历时和分子量间差异明显;同一降雨历时下,第一场暴雨总荧光强度随着分子量的减少而增加,第二场暴雨总荧光强度随着分子量的减少而减少;两场暴雨都呈现自生源的特征,其中第一场暴雨具有以陆源输入为主的特征;组分C1和C3与水质参数硝态氮、氨氮、总氮以及有机碳呈显著相关性.通过对暴雨在不同降雨历时以及分子量DOM光谱特征研究,可以进一步分析水库外源输入的天然有机质特征,为水库水质管理提供技术支持. 展开更多
关键词 溶解有机质 暴雨 分子量 三维荧光光谱 平行因子分析 周村水库
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不同海拔下青海草甸土中溶解性有机质的荧光光谱特征 预览
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作者 杨威杉 李猛 +2 位作者 孙笑蕾 胡华玲 黄丽娟 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1477-1482,共6页
溶解性有机质(DOM)是土壤中对气候变化较为敏感的组分,在重金属迁移转化、碳释放等土壤环境化学过程中占有重要地位。同时,青藏高原也是对气候变化最为敏感的地区之一。而应用荧光光谱来探明气候条件的变化对土壤DOM的影响,从而确定气... 溶解性有机质(DOM)是土壤中对气候变化较为敏感的组分,在重金属迁移转化、碳释放等土壤环境化学过程中占有重要地位。同时,青藏高原也是对气候变化最为敏感的地区之一。而应用荧光光谱来探明气候条件的变化对土壤DOM的影响,从而确定气候变化背景下DOM的环境化学行为方面的研究较少。通过采集青海板达山不同海拔高度下(2800,3000,3300,3600和3900m)的草甸土,应用三维荧光-平行因子分析的方法测定土壤中DOM的荧光光谱,揭示草甸土中DOM的来源、组成和性质对不同海拔气候条件的响应特征。结果表明:海拔对土壤理化性质有重要影响。随海拔升高,土壤pH显著降低,而有机质的平均值则从6.32%提高至13.75%,但溶解性有机碳含量未有显著性变化。同时,海拔对DOM的来源与性质也产生影响。DOM的BIX指数随海拔升高而升高,表明:微生物源对高海拔土壤中DOM的贡献更高,可能是由于高海拔下的低温限制了植物残体等的分解和有机质的矿化。而FI指数(1.332~1.621)处于自生源特征值(FI=1.9)和陆生源特征值(FI=1.4)之间,表明:DOM的来源既有自生微生物活动产生,又有植物残体与根际分泌物等陆源的输入。但HIX指数在不同海拔土壤DOM中无显著性差异,说明:海拔的升高未显著改变DOM的腐殖化程度。平行因子分析的结果显示,在青海草甸土DOM中识别出6个有机组分(C1—C6),分别是:两个类胡敏酸组分(C2和C4)、两个类富里酸组分(C1和C3)、一个水溶微生物副产物(C5)和一个类蛋白组分(C6)。其中,类富里酸和类蛋白分别是DOM中占比最高(54.69%~59.78%)和最低(5.42%~8.47%)的组分,类胡敏酸则平均占DOM的25.08%。对不同海拔下DOM的有机组分进行主成分分析,结果显示:各海拔土壤DOM的样点基本分散开,这说明DOM的组成对海拔高度具有响应。类富里酸组分C3、类胡敏酸组分C4和类蛋白组分C6对各DOM组成差异的� 展开更多
关键词 三维荧光光谱 平行因子分析 气候变化 青藏高原 土壤有机质
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前表面三维荧光表征超滤膜污染的方法优化研究 预览
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作者 余华荣 杜晨宇 刘柯 《供水技术》 2019年第2期1-5,共5页
超滤膜污染的表征是膜污染控制的关键基础,前表面三维荧光技术能够直接针对膜表面的污染物进行定量表征。对前表面三维荧光表征的方法进行了优化,对比了湿润样品直接检测、烘干样品检测和浸没样品检测3种样品预处理及检测方法。实验结... 超滤膜污染的表征是膜污染控制的关键基础,前表面三维荧光技术能够直接针对膜表面的污染物进行定量表征。对前表面三维荧光表征的方法进行了优化,对比了湿润样品直接检测、烘干样品检测和浸没样品检测3种样品预处理及检测方法。实验结果表明:湿润样品直接检测,荧光会受到样品湿度的影响;烘干样品检测,荧光会受到膜老化的影响;对浸没样品检测,前表面三维荧光技术能够稳定、准确地定量膜表面的污染物。将该方法进一步应用于超滤BSA污染试验的结果证明:优化后的前表面三维荧光表征方法能够准确定量膜污染物质含量并有效指示膜污染情况,从而为膜污染机理解析和膜污染控制提供参考。 展开更多
关键词 超滤 前表面三维荧光 膜污染 平行因子分析
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应用前表面三维荧光表征有机膜污染物质的方法 预览
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作者 吴梓坚 余华荣 梁恒 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期22-26,共5页
一直以来膜污染都是膜过滤技术中亟待解决的问题,新型的膜污染表征定量技术的开发有助于对膜污染过程的深入了解,并为膜污染控制提供参考.本研究开发了采用前表面荧光法对有机膜污染物质进行直接测量的表征方法.以牛血清蛋白(BSA)为标... 一直以来膜污染都是膜过滤技术中亟待解决的问题,新型的膜污染表征定量技术的开发有助于对膜污染过程的深入了解,并为膜污染控制提供参考.本研究开发了采用前表面荧光法对有机膜污染物质进行直接测量的表征方法.以牛血清蛋白(BSA)为标准污染物进行聚偏二氟乙烯膜(PVDF)的超滤实验,结合使用平行因子分析法,对超滤过程中膜表面累积的污染物进行定量,并评估其准确性.实验证实前表面三维荧光法能够准确地定量黏附在膜表面的BSA污染物,表征结果表明,在膜污染初期BSA的黏附相对较慢,随着过滤进行,膜表面形成滤饼层,黏附作用逐渐加快,造成膜阻力的增大也越来越快.用前表面三维荧光法定量有机膜污染物质,操作简便且准确直观,有望为膜污染的深入研究及膜污染的在线检测提供技术支撑. 展开更多
关键词 超滤 有机膜污染 表征 前表面三维荧光 平行因子分析
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作物淀粉的三维荧光光谱指纹分析鉴定方法 预览
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作者 张晋丹 吴明伟 冯旻 《光学仪器》 2019年第3期42-48,共7页
采用淀粉固体粉末进行荧光光谱测定,并对三维荧光光谱(EEMs)进行平行因子分析(PARAFAC),研究了水稻、高粱、玉米等单子叶作物淀粉的荧光组分特征,探讨了荧光组分特征与水稻品种的相关性。结果表明:不同来源的淀粉具有不同的荧光特性,可... 采用淀粉固体粉末进行荧光光谱测定,并对三维荧光光谱(EEMs)进行平行因子分析(PARAFAC),研究了水稻、高粱、玉米等单子叶作物淀粉的荧光组分特征,探讨了荧光组分特征与水稻品种的相关性。结果表明:不同来源的淀粉具有不同的荧光特性,可作为该物种淀粉的指纹图谱;籼稻荧光组分的荧光强度明显低于粳稻,经过单因素方差分析,可确定籼稻和粳稻的淀粉荧光组分强度具有显著差异,说明该方法可用于籼粳稻淀粉的鉴别。 展开更多
关键词 淀粉 三维荧光光谱 平行因子分析 指纹图谱
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煤制油废水中溶解性有机物(DOM)在生物处理过程中的变化特性 预览 被引量:1
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作者 彭思伟 戴子瑜 何绪文 《矿业科学学报》 2018年第6期587-595,共9页
厌氧/好氧(A/O)处理工艺是衔接煤制油废水前处理和深度处理的重要工艺环节。本论文针对煤制油废水在A/O处理过程中有机物的变化特性进行了深入分析,旨在评价A/O处理工艺的效果、明确DOM的变化特性、筛选出A/O处理后的特征污染物,为后续... 厌氧/好氧(A/O)处理工艺是衔接煤制油废水前处理和深度处理的重要工艺环节。本论文针对煤制油废水在A/O处理过程中有机物的变化特性进行了深入分析,旨在评价A/O处理工艺的效果、明确DOM的变化特性、筛选出A/O处理后的特征污染物,为后续深度处理提出针对性建议。本论文运用气象色谱质谱联用仪(GC/MS)、树脂分级、荧光光谱和平行因子分析(PARAFAC)模型对水样进行分析。GC/MS实验结果表明,A/O处理工艺可去除废水中的部分有机物;树脂分级结果表明,A/O处理前后水体中均以憎水性物质为主,但成分有所改变;荧光光谱分析结果表明,A/O处理过程可有效去除腐殖酸类和富里酸类区域内有荧光响应的有机物;可使用平行因子分析结合三维荧光光谱技术代替烦琐的GC/MS分析。A/O处理过程可有效去除煤制油废水中的有机物,在后续的深度处理中应加强对苯酚和酯类物质的去除。 展开更多
关键词 煤制油废水 GC/MS分析 三维荧光 区域积分 平行因子分析(PARAFAC)
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太湖颗粒态有机质的荧光特征及环境指示意义 被引量:3
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作者 吕伟伟 姚昕 +2 位作者 张保华 刘延龙 李元鹏 《环境科学》 CSCD 北大核心 2018年第5期2056-2066,共11页
作为水体中有机质分解与营养盐再生的核心载体之一,颗粒态有机质(POM)是一个潜在的可以被生物利用的重要营养源,势必对水华的暴发产生重要的影响.本研究采集了太湖8个典型区域32个样品,利用三维荧光技术(EEMs)并结合平行因子分析法... 作为水体中有机质分解与营养盐再生的核心载体之一,颗粒态有机质(POM)是一个潜在的可以被生物利用的重要营养源,势必对水华的暴发产生重要的影响.本研究采集了太湖8个典型区域32个样品,利用三维荧光技术(EEMs)并结合平行因子分析法(PARAFAC)解析夏季太湖水体POM的荧光特征、来源及环境指示意义,并对POM与DOM荧光特征的差异性及草、藻型湖区POM的差异性进行了分析.结果表明,太湖POM共有5种荧光组分,分别是类色氨酸(C1和C2)、类腐殖质(C3和C4)及类酪氨酸(C5);其中,C1与C2、C3与C4两两具有极显著相关关系,C5与C3、C4也具有极好的相关性;通过与已有文献中的DOM荧光特征进行比对发现,夏季太湖POM与DOM在组分构成、来源及其与水质参数的相关性上均存在差异性.夏季太湖POM既有外源输入,也有内源输入,但其荧光指数(FI、HIX、BIX)取值范围为1.78~2.35、0.3~2.7、0.8~1.1,表明内源特性相对强烈.类腐殖质荧光与TN、TP、Chla、COD、POC、SS均呈显著相关性,表明荧光分析法可以作为营养盐半定量分析的一个重要手段.藻型湖区POM类蛋白物质主要由类色氨酸和类酪氨酸构成,而草型湖区以类酪氨酸为主,没有或者有极少的类色氨酸荧光组分;值得注意的是,与藻型湖区相比,草型湖区含有较多的类酪氨酸荧光组分(t检验,P〈0.01).藻型湖区POM类蛋白和类腐殖质荧光之间具有显著相关性,而草型湖区两者相关性不显著;藻型湖区POM类蛋白和类腐殖质荧光均与Chla呈显著相关性,而草型湖区仅类腐殖质荧光与Chla具有显著相关关系. 展开更多
关键词 三维荧光 平行因子分析法 颗粒态有机质 荧光特征 富营养化
黄河兰州段水体中有色溶解性有机质组成、空间分布特征及来源分析 被引量:1
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作者 赵夏婷 李珊 +1 位作者 王兆炜 谢晓芸 《环境科学》 CSCD 北大核心 2018年第9期4105-4113,共9页
利用紫外-可见吸收光谱、激发发射矩阵荧光光谱(EEMs)并结合平行因子分析(PARAFAC),分析黄河兰州段水体有色溶解有机质(CDOM)的组成、空间分布以及来源.结果表明,黄河兰州段水体CDOM可能是由芳香性结构的小分子组成,解析出的4个... 利用紫外-可见吸收光谱、激发发射矩阵荧光光谱(EEMs)并结合平行因子分析(PARAFAC),分析黄河兰州段水体有色溶解有机质(CDOM)的组成、空间分布以及来源.结果表明,黄河兰州段水体CDOM可能是由芳香性结构的小分子组成,解析出的4个组分中,类蛋白质(1个组分)含量最多,占总荧光强度的51.06%,类腐殖质(2个组分)次之,占36.74%,非类腐殖质(1个组分)最少,占12.20%,类蛋白质组分和类腐殖质组分来源不同.CDOM属于"类蛋白质-类腐殖质"复合主导型,以生物来源的类蛋白质为主.从上游到下游河段,CDOM的空间分布格局大体有一个先降低再升高再降低的过程,其趋势主要受到类蛋白质含量变化的影响.类蛋白质的含量受到了居民/商业污水排放、河岸及水上餐饮、娱乐设施、船舶运输以及少量工业企业废水排放等各种高强度人为活动干扰.黄河流经兰州市受到了一定的内源污染,建议对黄河兰州段水体进行内源污染的控制. 展开更多
关键词 有色溶解性有机质 平行因子分析 黄河兰州段水体 吸收特性 荧光特性 聚类分析
三维荧光与平行因子研究黑臭河流DOM 预览 被引量:2
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作者 李晓洁 高红杰 +3 位作者 郭冀峰 吕纯剑 于会彬 刘瑞霞 《中国环境科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2018年第1期311-319,共9页
利用三维荧光光谱(EEMs)与平行因子(PARAFAC)模型相结合,分析了沈阳市5条典型黑臭水体溶解性有机物(DOM)的荧光组分特征,并结合常规水质指标,利用主成分分析法(PCA)对影响黑臭水体DOM的主要因素及其贡献量进行了研究.结果表明,... 利用三维荧光光谱(EEMs)与平行因子(PARAFAC)模型相结合,分析了沈阳市5条典型黑臭水体溶解性有机物(DOM)的荧光组分特征,并结合常规水质指标,利用主成分分析法(PCA)对影响黑臭水体DOM的主要因素及其贡献量进行了研究.结果表明,沈阳市典型黑臭水体DOM主要由类蛋白荧光组分C1(235,360),类富里酸荧光组分C2(220,430)和类腐殖酸荧光组分C3(255,520)组成.C2类富里酸物质与CODCr、氨氮、S^2-、TP有很强的正相关性,与DO和透明度成负相关,来自于陆源;C1类色氨酸和C3类腐殖酸表现出明显的正相关,具有同源性,来自于微生物內源.陆源有机质组分对黑臭水体DOM的贡献率高达61.2%,微生物内源组分对黑臭水体DOM的贡献率为25.5%.5个黑臭水体在水质上存在差异,支流Ⅰ和支流Ⅱ为重度黑臭,支流Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ为轻度黑臭. 展开更多
关键词 溶解性有机物 平行因子分析 黑臭水体 主成分分析
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3DEEM和PARAFAC的猪场废水DOM组成特征分析 预览 被引量:1
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作者 李磊 李忠佩 +2 位作者 刘明 马晓焉 唐晓雪 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期577-583,共7页
猪场废水中物质组成与其潜在的环境效应密切相关,研究废水中有机物的组成特征将可为制订科学的资源管理措施提供理论依据。通过采集江西省余江县不同养殖规模(以年出栏量计)的吴杨高(WYG,2 000头)、成林牧业(CL,5 000头)、万谷(W... 猪场废水中物质组成与其潜在的环境效应密切相关,研究废水中有机物的组成特征将可为制订科学的资源管理措施提供理论依据。通过采集江西省余江县不同养殖规模(以年出栏量计)的吴杨高(WYG,2 000头)、成林牧业(CL,5 000头)、万谷(WG,20 000头)和正邦(ZB,24 000头)等猪场自然氧化塘内的养殖废水,运用三维荧光(3DEEM)和平行因子分析(PARAFAC)模型研究废水中可溶性有机物(DOM)组成及其荧光特性。结果表明,成林和吴杨高猪场废水中化学需氧量(COD)、全氮(TN)、氨氮(NH+4)以及可溶性有机碳(DOC)浓度均显著高于万谷和正邦猪场。通过3DEEM和PARAFAC建模发现,猪场废水中可溶性有机物(DOM)主要有三个组分,其中包括两个类蛋白质组分(C1,C2)和一个类腐殖质组分(C3)。线性拟合结果表明,C1分别与C2,C3组分荧光强度间呈极显著正相关,表明不同组分间可能具有相同的物质来源或变化趋势。与养分浓度变化趋势一致,成林和吴杨高猪场DOM组分的荧光强度显著高于万谷和正邦。此外,C1和C2组分对猪场废水中DOM总的贡献率依次为成林(89.7%),吴杨高(87.9%),万谷(77.5%)和正邦(72.9%),而C3所占比例分别为成林(10.3%),吴杨高(12.1%),万谷(22.5%)和正邦(27.1%)。可见,废水中类蛋白质组分比例明显高于类腐殖质组分。与此同时,荧光指数(FI370)和腐殖化指数(humification index,HIX)的变化趋势,整体表现为正邦和万谷猪场显著高于成林和吴杨高猪场。Pearson相关性分析表明,不同的荧光指数受环境指标的影响存在一定差异,COD与DOC浓度分别与DOM组分荧光强度间呈极显著相关性。综上,不同的规模化猪场废水中养分水平在一定程度上影响着DOM组成和荧光特性的形成。 展开更多
关键词 规模化猪场 废水 可溶性有机物 三维荧光光谱 平行因子分析
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白洋淀沉水植物腐解释放溶解性有机物光谱特性 预览 被引量:5
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作者 洪志强 熊瑛 +5 位作者 李艳 崔骏 刘钰钦 何江伟 王京刚 袁冬海 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第19期6308-6317,共10页
利用水生植物修复受污染水体中,水生植物在秋冬季节腐烂分解会释放大量溶解性有机物(DOM),DOM可影响水环境中污染物的迁移转化,对水体中的化学和生物过程产生一定影响。因此利用紫外可见光光谱(UV-vis)结合平行因子分析法(PARAFAC... 利用水生植物修复受污染水体中,水生植物在秋冬季节腐烂分解会释放大量溶解性有机物(DOM),DOM可影响水环境中污染物的迁移转化,对水体中的化学和生物过程产生一定影响。因此利用紫外可见光光谱(UV-vis)结合平行因子分析法(PARAFAC)和主成分分析法(PCA)来表征和分析水生植物腐解产物中DOM的组分及其特点。UV-vis的研究表明随着腐解时间的增加,样品中DOM的腐殖化程度逐渐升高,当腐殖化程度达到最高值时,腐解进入矿化阶段,此时腐殖化程度逐渐降低。通过PARAFAC分析可以分离出3种类蛋白组分(C1、C2和C5)和2种类腐殖酸组分(C3和C4)。由PCA可以得出在腐解初期,类蛋白组分占据主导地位;随着腐解时间的增加,类蛋白组分含量逐渐降低,而类腐殖酸组分含量逐渐升高。 展开更多
关键词 水生植物腐解 溶解性有机物(DOM) 平行因子(PARAFAC) 主成分分析(PCA) 光谱特性
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浮水植物处理对猪场污水中可溶性有机物组成的影响
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作者 李磊 刘明 +2 位作者 李燕丽 刘佳 李忠佩 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期865-874,共10页
采集江西省余江县规模化猪场污水,选取青萍(Lemna minor)、紫背浮萍(Spriodela polyrrhiza)和大薸(Pistia stratiotes)等3种浮水植物分别进行处理.通过布置4个半月的温室试验,研究浮水植物处理对污水中可溶性有机物(Dissolved or... 采集江西省余江县规模化猪场污水,选取青萍(Lemna minor)、紫背浮萍(Spriodela polyrrhiza)和大薸(Pistia stratiotes)等3种浮水植物分别进行处理.通过布置4个半月的温室试验,研究浮水植物处理对污水中可溶性有机物(Dissolved organic matter,DOM)组成及其荧光特性的影响.在试验过程中,定期采样监测污水中可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、总氮(Total nitrogen,TN)和总磷(Total phosphorus,TP)去除效率的变化.试验结束后,收获浮水植物并测定其生物量、TN和TP浓度,以及叶绿素含量.同时,基于三维同步荧光和平行因子分析方法,对污水中DOM组分进行识别和分析.结果表明,浮萍科植物的生物量倍增时间更短,而大薸生物量和养分日累积量更大.随着培养天数的增加,浮水植物处理污水中DOC、TN和TP去除率分别达到75%、90%和80%以上,且明显高于对照处理.在猪场污水中,DOM组分主要包括一个类蛋白质组分和两个类腐殖质组分;培养初期,猪场污水以类蛋白质组分为主.随着试验天数的增加,类蛋白质组分比例呈显著降低的趋势,而类腐殖质组分逐渐增加.与对照相比,种植浮水植物显著降低污水中类蛋白质组分比例,而提高类腐殖质组分比例.此外,浮水植物处理显著降低污水DOM的新鲜度指数,而增加微生物性来源类腐殖质组分的比例.综上,浮水植物在改善猪场污水中有机养分去除效率的同时,提高了DOM组分的腐殖化程度. 展开更多
关键词 猪场污水 浮水植物 可溶性有机物 三维荧光光谱 平行因子分析
饮用水有机污染物的三维荧光光谱检测与分析方法 预览 被引量:2
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作者 陈方 张晓燕 +4 位作者 黄平捷 侯迪波 张光新 赵佳佳 何纪平 《浙江大学学报:农业与生命科学版》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期368-377,共10页
针对城市供水中各类有机污染事件难以通过简单阈值法进行超标报警等问题,本研究提出基于三维荧光光谱和平行因子分析法(parallel factor analysis,PARAFAC)的饮用水水质定性判别方法。在三维荧光光谱检测数据中含有的瑞利和拉曼散射... 针对城市供水中各类有机污染事件难以通过简单阈值法进行超标报警等问题,本研究提出基于三维荧光光谱和平行因子分析法(parallel factor analysis,PARAFAC)的饮用水水质定性判别方法。在三维荧光光谱检测数据中含有的瑞利和拉曼散射会影响光谱信息的分析,因此采用Delaunay三角形内插值法进行数据预处理;然后,应用对荧光激发-发射矩阵(excitation-emission matrix,EEMs)进行分解,获得被测样品的荧光峰位置分布及各组分相对质量浓度,用于判断水体中是否受到有机污染物侵入;接着,应用支持向量机(support vector machine,SVM)对检测样本根据相对质量浓度值特征信息进行分类,将自来水水样和有机物污染的水样区分开来。最后,设计了不同质量浓度苯酚水溶液等检测实验,验证分析了所研究方法对于有机污染物的检出与判别能力。 展开更多
关键词 三维荧光光谱 平行因子分析 饮用水 定性判别
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