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水体冻结过程中溶解性有机物的光谱学特性变化

张丽娜  
【摘要】:以浑河和细河河水为研究对象,通过室内模拟试验,研究了水体冻结过程中,溶解性有机物(DOM)在水-冰体系中的浓度变化,并采用荧光发射光谱、同步荧光光谱和紫外-可见光谱技术研究了水体冻结过程中DOM结构特性的变化。结果表明,在水体冻结过程中,随冻结时间推移,水相中DOM的浓度逐渐升高,而冰相中DOM的浓度较低,呈现出冷冻浓缩效应。此外,DOM中的荧光物质和紫外吸收物质也产生冷冻浓缩效应。水体的冻融作用使DOM的结构发生变化,碳链断裂,引起DOM荧光特性发生变化,产生新荧光团。在水体冻结过程中,水相中DOM的λ0.5值增大,芳香性增强,并且水相DOM中芳环取代程度高的有机物的相对含量升高。DOM各组分受低温冻结影响,冰样和水样紫外可见吸收光谱曲线差异较大,冻结过程中HPO-A和TPI-A在冰水体系中迁移行为更为明显。A280数据指示了温度越低,紫外吸收有机物中具有芳香族C=C结构有机物的浓缩程度就越高,同时具有芳香族C=C结构有机物受冻融过程影响较小。E253/E203值指示了温度越低,芳环取代程度高的DOM的冷冻浓缩效应越显著,同时可见冻融作用会影响DOM中芳环的取代程度。DOM各组分受低温冻结影响,冰样和水样紫外可见吸收光谱曲线差异较大,冻结过程中HPO-A和TPI-A在冰水体系中迁移行为更为明显。 可以推断在河水水体冻结的过程中,在冰水混合物阶段,随着河水中冰层冻结的逐渐增厚,水层中的DOM含量会不断加剧,可见在冬季河水进入冰封期后,河水质会开始出现恶化。


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