張春華，黃廷林*，方開(kāi)凱，周石磊，王亞平，叢海兵，文 剛（.西安建筑科技大學(xué)，西北水資源與環(huán)境生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西省環(huán)境工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 70055；.揚(yáng)州大學(xué)，環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 57）

同溫混合初期主庫(kù)區(qū)沉積物間隙水DOM的光譜特征
——以周村水庫(kù)為例

張春華1，黃廷林1*，方開(kāi)凱1，周石磊1，王亞平1，叢海兵2，文 剛1（1.西安建筑科技大學(xué)，西北水資源與環(huán)境生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西省環(huán)境工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710055；2.揚(yáng)州大學(xué)，環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127）

運(yùn)用紫外-可見(jiàn)光譜技術(shù)以及結(jié)合平行因子分析法的三維熒光光譜（EEM-PARAFAC）技術(shù)，對(duì)周村水庫(kù)秋末同溫混合初期的沉積物間隙水中溶解性有機(jī)物（DOM）的光譜特征進(jìn)行分析.結(jié)果表明: 周村水庫(kù)沉積物間隙水DOM的紫外-可見(jiàn)吸收光譜并無(wú)明顯特征峰，吸收系數(shù)的變異系數(shù)在50%～330%之間，表明其性質(zhì)在不同深度上存在差異； E2/E3、E3/E4隨深度增加，說(shuō)明富里酸所占DOM的比例隨沉積物深度增加而升高；三維熒光光譜中分離了4個(gè)組分，分別為類富里酸 （C1、C2）、類蛋白 （C3）和類腐殖酸 （C4）；類蛋白（C3）與類腐殖酸（C4）具有顯著的相關(guān)性（P＜0.01， R=0.905）；DOM總熒光強(qiáng)度以及各組分熒光強(qiáng)度隨著沉積物深度的增加均呈下降趨勢(shì)，但DOM中腐殖質(zhì)所占比例隨深度逐漸增加，各樣點(diǎn)間各熒光組分的熒光強(qiáng)度與組分比例差異顯著；水庫(kù)沉積物間隙水的高FⅠ（1.8～2.0）和BⅠX（＞1.0），以及低HⅠX（＜4.0）的熒光特征指數(shù)，說(shuō)明不同深度DOM的腐殖化程度低，均來(lái)源于微生物作用.

溶解有機(jī)質(zhì)；間隙水；紫外-可見(jiàn)光譜；三維熒光光譜-平行因子分析；水庫(kù)

溶解性有機(jī)質(zhì)（DOM）是指由一系列結(jié)構(gòu)、大小不同的分子組成并且能通過(guò)0.45μm微孔濾膜的有機(jī)物的總稱［1］.它廣泛地存在水體和沉積物中.在水體中它能與許多金屬和有機(jī)污染物相結(jié)合，影響其化學(xué)形態(tài)、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律等.由于在水體生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中的重要作用，DOM指標(biāo)常常被用來(lái)作為監(jiān)測(cè)水體污染的重要表征［2-3］.沉積物作為水環(huán)境中有機(jī)污染物的“源”與“匯”，其在不同環(huán)境因子的調(diào)節(jié)作用下會(huì)發(fā)生遷移轉(zhuǎn)化等過(guò)程.沉積物間隙水是沉積物與其上覆水體之間進(jìn)行物質(zhì)交換的重要介質(zhì)［4］，對(duì)沉積物間隙水中DOM的研究有助于估算營(yíng)養(yǎng)元素、重金屬等在沉積物-水界面的擴(kuò)散通量.

近幾年對(duì)于DOM的研究方法較多，其中測(cè)量DOM分子量及其分布的實(shí)驗(yàn)方法包括：高效體積排阻色譜紅外光譜、超濾技術(shù)（UF）、大氣壓滲透法、流體流動(dòng)分離技術(shù)、超速離心作用等.紫外-可見(jiàn)光譜可以通過(guò)光譜特性參數(shù)獲得DOM分子結(jié)構(gòu)、組成等信息，是辨析DOM特性的研究手段之一；三維熒光光譜技術(shù)因其靈敏度高（10-9數(shù)量級(jí)）、用量少（1～2mL）和不破壞樣品結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于表征河流［2］、湖泊、土壤［5］和沉積物等不同來(lái)源的DOM.

周村水庫(kù)是我國(guó)溫帶季節(jié)性分層水庫(kù)［6］，在夏季形成穩(wěn)定的熱分層，水體分層造成的底部厭氧環(huán)境促使沉積物中污染物大量釋放至上覆水體，而隨著秋末氣溫的下降，熱分層結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞，熱分層穩(wěn)定期蓄積于底層的高負(fù)荷污染物在垂向?qū)α鬟^(guò)程中被交換至中上層水體，從而導(dǎo)致水質(zhì)惡化、嗅味異常、魚(yú)類大量死亡等階段性或周期性的水質(zhì)污染事件，對(duì)城市供水安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅.目前國(guó)內(nèi)關(guān)于水庫(kù)沉積物間隙水中DOM的研究報(bào)道［7］尚不多見(jiàn)，對(duì)周村水庫(kù)熱分層前期不同深度沉積物間隙水中DOM的分布特征及來(lái)源還缺乏研究，本文利用三維熒光光譜技術(shù)結(jié)合平行因子分析法［8］、紫外-可見(jiàn)光譜重點(diǎn)研究周村水庫(kù)同溫混合初期DOM的特性，以期為水庫(kù)水質(zhì)改善、污染防治以及運(yùn)行管理提供科學(xué)依據(jù)和理論指導(dǎo).

1 材料與方法

1.1 采樣地點(diǎn)和時(shí)間

周村水庫(kù)位于山東省棗莊市孟莊鎮(zhèn)周村南，地理位置為34°56′14"～34°57′48"N、117°39′33"～117°41′33"E，水面面積8.54km2，總庫(kù)容8404萬(wàn)m3，是棗莊市主要的城市供水水源地.參照曾明正等［6］的研究，該水庫(kù)在11月發(fā)生完全翻庫(kù)， 因此本實(shí)驗(yàn)于2015年11月中旬選取了周村水庫(kù)主庫(kù)區(qū)3個(gè)采樣點(diǎn)采集沉積物樣品， 來(lái)反映水庫(kù)主庫(kù)區(qū)翻庫(kù)初期的沉積物間隙水DOM的特征.與此同時(shí)，采用GPS進(jìn)行站點(diǎn)定位，分別為D1（34°56′43"N、117°40′54"E）、D2 （34°56′52"N、117°41′E）、D3（34°56′47"N、117°41′8"E）.具體位置見(jiàn)圖1，其中不同顏色代表不同水深， 3個(gè)取樣點(diǎn)全部位于水庫(kù)主庫(kù)區(qū)（即圖1中白色區(qū)域）.為方便后續(xù)描述，對(duì)3個(gè)采樣點(diǎn)不同深度沉積物間隙水樣品進(jìn)行編號(hào)， D1的0～2cm、2～4cm、4～6cm深度，D2的0～2cm、2～4cm、4～6cm深度，D3的0～2cm、2～4cm、4～6cm深度依次編號(hào)1-1、1-2、1-3、2-1、2-2、2-3、3-1、3-2、3-3.

圖1 周村水庫(kù)水深及采樣點(diǎn)分布情況Fig.1 Distribution of water depth and sampling points in Zhoucun Reservoir

1.2 樣品提取及測(cè)定

采用柱狀取泥器采集沉積物樣品，采樣完成后在現(xiàn)場(chǎng)迅速將沉積物沿深度方向按2cm間隔切割分層，將切割后的沉積物樣品分別用封口袋密封，儲(chǔ)于敷有冰袋的箱子保存后迅速將樣品帶回實(shí)驗(yàn)室.使用冷凍離心機(jī)對(duì)沉積物樣品離心分離5min，轉(zhuǎn)速6000r/min，傾出水后用玻璃纖維濾膜（預(yù)先于450℃灼燒5h）過(guò)濾，裝入玻璃瓶?jī)?nèi)保存在4℃冰箱里.實(shí)驗(yàn)用化學(xué)試劑均為分析純.配制溶劑等所有實(shí)驗(yàn)用水均為Milli-Q超純水.

紫外-可見(jiàn)光譜采用DR6000分光光度計(jì)（美國(guó)HACH公司）進(jìn)行測(cè)定， 以Mill-Q水為空白，用1cm石英比色皿在200～800nm范圍內(nèi)進(jìn)行吸光度測(cè)定.本文采用如下公式計(jì)算吸收系數(shù)［1,9］：

式中：λ為波長(zhǎng)，nm；a*（λ）和a（λ）分別為未經(jīng)散射校正的波長(zhǎng)為 λ處的吸收系數(shù)和經(jīng)過(guò)散射校正過(guò)后的波長(zhǎng)為 λ處的吸收系數(shù)，m-1；OD（λ）為吸光度；r為光程路徑，m.

三維熒光光譜采用F97熒光分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定.激光光源150W氙燈，PMT電壓為700V；其中激發(fā)和發(fā)射單色儀的狹縫寬度均為10nm；響應(yīng)時(shí)間：自動(dòng)掃描，掃描速度1000nm/min，光譜進(jìn)行儀器自動(dòng)校正.激發(fā)波長(zhǎng)（Ex）范圍從220～400nm，波長(zhǎng)間隔為5nm；發(fā)射波長(zhǎng)（Em）范圍從250～550nm，波長(zhǎng)間隔為1nm.為避免內(nèi)過(guò)濾效應(yīng)的影響，熒光測(cè)定前樣品用超純水稀釋2～3倍［10］.利用Mili-Q超純水掃描結(jié)果對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行熒光光譜的拉曼散射校正.利用MATLAB 2014a軟件把樣品的熒光矩陣組合，采用PARAFAC手段對(duì)三維熒光光譜進(jìn)行解析.

平行因子分析法（PARAFAC）是基于3線分解理論，采用交替最小二乘算法實(shí)現(xiàn)的一種數(shù)學(xué)模型［11］.它能較好的避免由于研究者本身的隨意性而造成的分析結(jié)果的差異［12］，同時(shí)可以將熒光信號(hào)分解為相對(duì)獨(dú)立的熒光現(xiàn)象加以鑒別，從而提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性.本文用PARAFAC法實(shí)現(xiàn)樣品中DOM熒光物質(zhì)的“數(shù)學(xué)分離”，客觀地識(shí)別出樣品中各個(gè)熒光組分的特征及其熒光強(qiáng)度［13］.

1.3 三維熒光特征指數(shù)

熒光指數(shù)FⅠ［14-16］是表征DOM中腐殖質(zhì)來(lái)源的指數(shù)，定義為激光波長(zhǎng)為370nm時(shí)，熒光發(fā)射光譜在470nm與520nm處的強(qiáng)度比值（λEx= 370nm時(shí)，F(xiàn)Ⅰ=F470/F520）；腐殖程度指標(biāo)HⅠX［17］曾被定義為在254nm激光波長(zhǎng)下435～480nm間熒光峰值與300～445nm間熒光峰值之商（λEx= 254nm， Fmax435～480nm/Fmax300～445nm），后來(lái)改進(jìn)為254nm激光波長(zhǎng)下435～480nm間熒光峰值與300～445nm和435～480nm間熒光峰值和的商值（λEx=254nm，F(xiàn)max435～480nm/（Fmax300～445nm+ Fmax435～480nm），從而矯正內(nèi)濾波效應(yīng)，以增強(qiáng)不同研究得到結(jié)果的可比性［18］.這項(xiàng)指標(biāo)的原理是，隨著腐殖化程度的上升，會(huì)導(dǎo)致H：C比率下降，進(jìn)而分子的發(fā)射光譜產(chǎn)生紅移，HⅠX指數(shù)越高則DOM腐殖化程度越高［19］；生物源指數(shù)指標(biāo)BⅠX［20］是激發(fā)波長(zhǎng)為310nm時(shí)，發(fā)射波長(zhǎng)在380nm和430nm處熒光強(qiáng)度的比值（λEx=310nm時(shí)，BⅠX=F380/F430），也被用來(lái)估計(jì)內(nèi)源物質(zhì)對(duì)間隙水中DOM相對(duì)貢獻(xiàn).

2 結(jié)果與討論

2.1 紫外-可見(jiàn)吸收光譜特征

和水體DOM類似，沉積物間隙水DOM吸收光譜中并無(wú)明顯特征峰.整體上［圖2（a）］吸收系數(shù)隨波長(zhǎng)增長(zhǎng)呈指數(shù)形式遞減，在波長(zhǎng)達(dá)到540nm后吸收幾乎為0.吸收系數(shù)的變異系數(shù)［圖2（b）］在50%～330%之間，表明不同深度沉積物間隙水DOM性質(zhì)上存在較大差異.

圖2 三個(gè)采樣點(diǎn)不同深度DOM的紫外-可見(jiàn)吸收光譜Fig.2 Ultraviolet-visible spectroscopy of DOM in different sedment depths of three sampling points

對(duì)于DOM光譜性質(zhì)的研究，國(guó)內(nèi)外常用吸光度表征其性質(zhì)，如用250nm和365nm處吸光度之比E2/E3［19-20］來(lái)指示DOM分子量的大小.E2/E3越高，DOM分子量越小.DOM分子量的大小能反映腐質(zhì)酸、富里酸在其中所占的比例，一般腐殖酸的分子量較大，富里酸的則較小，DOM分子量越大，腐殖酸所占的比例就越高.本研究中3個(gè)采樣點(diǎn)不同深度的E2/E3值（表1）大體在3.30～8.40之間，均值為5.22，這與李璐璐等［17］研究三峽庫(kù)區(qū)沉積物DOM的E2 /E3值較為接近.E2/E3值隨著沉積物深度的增加大體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，表明隨著深度的增加，DOM分子量變小，富里酸所占的比例逐漸增加. E3/E4［5,21］是300nm和400nm處的紫外吸收值之比，用來(lái)衡量腐殖質(zhì)的腐殖化程度、芳香性以及分子量等.一般而言，隨著E3/E4的減小，腐殖質(zhì)的腐殖化程度、芳香性及分子量相對(duì)增大.當(dāng)E3/E4＜3.5時(shí)腐殖質(zhì)以腐殖酸為主，E3/E4＞3.5時(shí)以富里酸為主.本實(shí)驗(yàn)E3/E4值（表1）絕大多數(shù)在3.2～5.0之間，表層E3/E4值較小，隨著深度的增加E3/E4值變大，4～6cm處值都大于3.5，表明沉積物4～6cm處DOM腐殖化程度較弱，芳香性較弱，是以富里酸為主，與上述解析的富里酸隨深度增加所占比例增大相吻合.

表1 3個(gè)采樣點(diǎn)不同深度的E2 /E3和E3/E4Table 1 E2/E3 and E3/E4 value of sediment interstitial water in different depths of three sampling points

2.2 沉積物間隙水DOM的熒光光譜

2.2.1 沉積物間隙水DOM的三維熒光光譜通過(guò)平行因子分析對(duì)3個(gè)采樣點(diǎn)不同深度的間隙水樣品進(jìn)行三維熒光解析，分析不同深度DOM的成分構(gòu)成.PARAFAC對(duì)組分?jǐn)?shù)很敏感，建模過(guò)程中選擇適當(dāng)?shù)慕M分?jǐn)?shù)對(duì)模型的效果影響較大.只有選擇正確的組分?jǐn)?shù)目而且信噪比合適，解析的結(jié)果才能反映真實(shí)的譜圖，本研究利用殘差平方和（SSR）得到組分3和4較適合，再考慮3～5組分，得出組分4和5圖（圖3）變化不大，綜上初步確定組分4合理.同時(shí)對(duì)組分'1～2'和'3～4'Split和計(jì)算結(jié)果迭代進(jìn)行合理性檢測(cè)，結(jié)果證明DOM分為4組分合理.

圖3 沉積物間隙水熒光組分的殘差分析Fig.3 Residual analysis of EEM samples

目前針對(duì)三維熒光光譜熒光峰的辨析大多還集中在淡水及海洋DOM 的研究［21-24］.事實(shí)上，沉積物間隙水中DOM的熒光特征和自然水體的DOM并沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別.因此，可采用水體DOM的熒光峰鑒別范圍對(duì)沉積物間隙水DOM的3DEEM圖中Ex/Em熒光峰位置進(jìn)行分析 （表2）.各成分的熒光光譜圖如圖4所示，C1的熒光峰位置是340/430（Ex/Em），為可見(jiàn)區(qū)類富里酸熒光［22］；C2的熒光峰位置是250/360（Ex/Em），為紫外區(qū)類富里酸熒光［22］；C3的熒光峰位置是280/340（Ex/Em），為類蛋白質(zhì)熒光［21］；C4的熒光峰位置是270/540（Ex/Em），為類腐殖酸熒光［22-23］.

表2 熒光峰分析Table 2 Analysis of the fluorescence peak

圖4 采樣點(diǎn)間隙水中DOM的三維熒光光譜圖Fig.4 3-D fluorescence spectra of interstitial water in the sampling points

2.2.2 沉積物間隙水DOM的熒光強(qiáng)度和組分變化 各采樣點(diǎn)DOM總熒光強(qiáng)度隨著沉積深度的變化見(jiàn)圖5，可見(jiàn)隨著深度的增加，總的熒光強(qiáng)度大體呈下降趨勢(shì)，可能是隨著深度的增加，營(yíng)養(yǎng)性污染物濃度逐漸降低，微生物數(shù)量和活動(dòng)逐漸減少.點(diǎn)D1處類富里酸（C1、C2）所占DOM比例沿深度方向先增后減，類蛋白（C3）所占比例先減小后增加，類腐殖酸（C4）的比例先減小后增加；D2處類富里酸（C1、C2）所占DOM比例沿深度方向增加，類蛋白（C3）、類腐殖酸（C4）所占比例均減?。籇3處類富里酸（C1、C2）所占DOM比例沿深度方向先增后減，類蛋白（C3）的比例先減小后增加，類腐殖酸（C4）所占比例一直減小.在4個(gè)組分中，C1、C2和C4屬于腐殖質(zhì)，C3屬于類蛋白，腐殖質(zhì)的相對(duì)含量在79.19%～89.48%之間，其含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于類蛋白、類腐殖酸，說(shuō)明腐殖質(zhì)是所研究水庫(kù)庫(kù)區(qū)沉積物間隙水DOM中的主要成分，主要是隨著沉積深度的增加，好氧體系中的微生物顯著減小，微生物代謝對(duì)DOM的降解作用很微弱［25］，同時(shí)類腐殖質(zhì)DOM的生物可利用性程度也較弱［26］，使得類腐殖質(zhì)DOM的量得到累積.從圖5還可發(fā)現(xiàn)，隨著沉積物深度的增加，類富里酸（C1、C2）熒光強(qiáng)度所占DOM的比例比類蛋白（C3）、類腐殖酸（C4）大，說(shuō)明類富里酸在所研究沉積物間隙水中是比較活躍的有機(jī)酸.這與易文利等［27］人的研究一致.與此同時(shí)，各個(gè)采樣點(diǎn)間隙水中的DOM的各個(gè)熒光組分間也表現(xiàn)出很大的差異性.比如D1中C1組分在各個(gè)深度所占的比例為（53.78±6.64%）， D2中C1組分達(dá)到（60.23± 5.59%）， D3卻為（38.07±10.77%）； D1中C2組分在各個(gè)深度所占的比例為（25.47±2.55%）， D2中C2組分達(dá)到（9.03±0.82%）， D3卻為（40.86±10.84%）.不同采樣點(diǎn)中各個(gè)熒光組分比例的差異性，可能由于各個(gè)采樣點(diǎn)的相對(duì)位置的不同造成的. D1和D2相對(duì)于D3而言較多的反映水庫(kù)的3個(gè)入庫(kù)河流的性質(zhì)，造成D1，D2和D3沉積物垂向間隙水理化指標(biāo)及水質(zhì)的差異，因此造成3個(gè)采樣點(diǎn)的DOM熒光組分的差異.后續(xù)會(huì)相應(yīng)的增加DOM熒光特性與沉積物和間隙水環(huán)境參數(shù)間的研究， 從而深入分析造成差異性的原因.

圖5 采樣點(diǎn)D1、D2、D3不同深度的熒光強(qiáng)度及組分比例變化（圓餅圖的面積與熒光強(qiáng)度成正比）Fig.5 The fluorescence intensity and the percentage changes of components in sampling D1， D2， D3 at different depths（The area of pie charts was drawn proportional to the fluorescence intensity）

對(duì)DOM中各組分進(jìn)行相關(guān)性分析（表3），類蛋白（C3）與類腐殖酸（C4）的相關(guān)性達(dá)到0.905（P＜0.01）；類富里酸（C2）與類蛋白（C3）的顯著相關(guān)性達(dá)到0.893（P＜0.01）.預(yù)示著沉積物間隙水DOM中的類蛋白物質(zhì)與類腐殖酸物質(zhì)可能有著相同的來(lái)源，或者兩者的結(jié)構(gòu)之間具有某種聯(lián)系.

2.2.3 沉積物間隙水的熒光特征參數(shù) r（C2/ C1）是一個(gè)與有機(jī)質(zhì)結(jié)構(gòu)和成熟度有關(guān)的指標(biāo)［28］，r（C2/C1）值的變化說(shuō)明了在DOM中，至少含有2種類型的富里酸熒光基團(tuán).如果只含有一種基團(tuán)， 則r（C2/C1）應(yīng)該為一定值.本實(shí)驗(yàn)中r（C2/C1）值在0.1～0.7之間，均值為0.33（見(jiàn)表4），隨著沉積深度的增加r（C2/C1）值雖有所下降，但幅度不大，這說(shuō)明這2類類富里酸熒光強(qiáng)度較穩(wěn)定，有機(jī)質(zhì)結(jié)構(gòu)和成熟度變化不明顯，很可能來(lái)自同一個(gè)來(lái)源.

表3 沉積物間隙水中熒光組分間的相關(guān)性分析Table 3 Correlations of four components at different sediment depths （0～2， 2～4， 4～6， 0～6cm） in Zhoucun Reservoir

McKnight等［15］提出，陸源DOM和生物來(lái)源DOM 2個(gè)端源FⅠ值分別為1.4和1.9.水庫(kù)3個(gè)采樣點(diǎn)FⅠ值（表4）的范圍在1.8～2.0之間，平均值為1.96，說(shuō)明不同深度DOM中腐殖質(zhì)均來(lái)源于生物輸入. Ohno［18］指出HⅠX＞16時(shí)，代表DOM具有強(qiáng)腐殖化特征，以陸源輸入為主；在6～10之間代表較強(qiáng)腐殖化特征，以及較弱自生源貢獻(xiàn)；在4～6之間代表較弱腐殖化特征，且有較強(qiáng)自生源特征；小于4表示以自生源為主.3個(gè)采樣點(diǎn)不同深度沉積物間隙水的HⅠX指數(shù)（表4）都小于4，DOM腐殖化程度較弱，說(shuō)明間隙水中生物細(xì)菌活動(dòng)較強(qiáng)，沉積物4～6cm處的HⅠX指數(shù)均小于表層，表明4～6cm處呈現(xiàn)相對(duì)較弱的腐殖化程度，這與上述紫外-可見(jiàn)吸收光譜的結(jié)論非常吻合. Huguet等［20］指出，BⅠX在0.6～0.7之間時(shí)，具有較少的自生組分；BⅠX在0.7～0.8之間時(shí)，具有中度新近自生源特征；BⅠX在0.8～1.0之間時(shí)，具有較強(qiáng)的自生源特征；大于1.0時(shí)，為生物活動(dòng)產(chǎn)生.本實(shí)驗(yàn)中BⅠX（表4）在1.0～1.3之間，不同深度均大于1.0，說(shuō)明不同深度的沉積物間隙水的內(nèi)源物質(zhì)均為生物活動(dòng)產(chǎn)生，這與上述間隙水中生物細(xì)菌活動(dòng)較強(qiáng)的結(jié)論一致.

表4 3個(gè)采樣點(diǎn)不同深度間隙水中FI、HIX、BIX、r（C2/C1）Table 4 The FI、HIX、BIX、r（C2/C1） of sediment interstitial water at different depths in three sampling points

3 結(jié)論

3.1 基于紫外-可見(jiàn)光譜的特征，特征峰不明顯以及吸收系數(shù)的變異系數(shù)較大，均表明不同深度沉積物間隙水DOM性質(zhì)上存在較大差異.特征指數(shù)E2/E3和E3/E4的變化表明小分子量、易降解的富里酸所占DOM的比例隨沉積物深度增加而升高.

3.2 基于EEM-PARAFAC，水庫(kù)沉積物間隙水DOM的熒光光譜中分離出4個(gè)熒光類組分，分別為富里酸（C1和C2），類蛋白（C3）和腐殖酸（C4）.DOM中總熒光強(qiáng)度、各組分熒光強(qiáng)度隨著沉積深度均呈下降趨勢(shì)，腐殖質(zhì)是沉積物間隙水中DOM的主要成分，其中類富里酸在所研究沉積物間隙水中是比較活躍的有機(jī)酸.進(jìn)行相關(guān)性分析顯示類蛋白（C3）與類腐殖酸（C4），以及類富里酸（C2）與類蛋白（C3）具有顯著的相關(guān)性.不同采樣點(diǎn)的富里酸所占的比例差異性明顯.

3.3 分析水庫(kù)沉積物間隙水的r（C2/C1），說(shuō)明不同深度DOM中2類類富里酸熒光強(qiáng)度較穩(wěn)定，有機(jī)質(zhì)結(jié)構(gòu)和成熟度變化不明顯，很可能來(lái)自同一個(gè)來(lái)源.高FⅠ和BⅠX，以及低HⅠX值的熒光特征指數(shù)表明不同深度DOM具有低腐殖化特征，均來(lái)源于生物活動(dòng)的內(nèi)源作用.

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Spectral characteristics of DOM in sediment interstitial water of the main reservoir area during the initial stage of isothermal mixing:A case study of Zhoucun Reservoir.

ZHANG Chun-hua1， HUANG Ting-lin*1， FANG Kai-kai1，ZHOU Shi-lei1， WANG Ya-ping1， CONG Hai-bing2， WEN Gang1（1.Key Laboratory of Northwest Water Resource，Environment and Ecology， Ministry of Education， Key Laboratory of Environmental Engineering， Shaanxi Province， Xi' an University of Architecture and Technology， Xi'an 710055， China；2.School of Enviromental Science and Enginnering，Yangzhou University， Yangzhou 225127， China）. China Environmental Science， 2016，36（10）：3048～3055

Spectral characteristics of DOM in sediment interstitial water during the initial stage of isothermal mixing in Zhoucun reservoir was explored based on Uv-Vis spectra and EEM-PARAFAC technology. Results showed that there was no obvious Uv-Vis of the DOM in sediment interstitial water， and the variation coefficient of absorption was between 50% and 330%， indicating that the DOM at different sediment depths was different. The E2/E3 and E3/E4 value increased with sediment depths， indicating that the proportion of fulvic acid in DOM increased with sediment depths. Two kinds of fulvic-like acid （C1 and C2）， one kind of protein-like （C3） and one kind of humic-like （C4） were identified by PARAFAC technology， and C3 showed a significant correlation with C4（P＜0.01， R=0.905）. The fluorescence intensity of total， C1，C2， C3 and C4 decreased with the increase of sedment depths， while the proportion of humic acid in DOM increased gradually， and the fluorescence intensity and fluorescence abundance were different at different sampling points； The high FI（1.8～2.0） and BIX（＞1.0）， and low HIX（＜4.0） of sediment interstitial water indicated that the DOM exhibited lower aromaticity and are mainly derived from aquatic bacterial input.

dissolved organic matter；interstitial water；Uv-Vis spectrum；EEM-PARAFAC；reservoir

X132，524

A

1000-6923（2016）10-3048-08

張春華（1991-），女，河北滄州人，碩士，主要研究方向?yàn)樗幚砝碚撆c技術(shù)和水質(zhì)微污染控制與水資源保護(hù).

2016-02-01

國(guó)家自然科學(xué)基金 （51478378）；國(guó)家科技支撐計(jì)劃（2012BAC04B02）

*責(zé)任作者， 教授， huangtinglin@xauat.edu.cn