基于年内年际尺度的感潮河段DOM荧光特征时空变化及差异研究

来源 :福建师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yinhongtao2009
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感潮河段受潮汐顶托影响,海水和淡水混合交替,水文情势复杂多变,是国内外研究重点。溶解性有机物(DOM)广泛存在各种自然水体中,其复杂组成与水体中污染物质的迁移转化息息相关,是近年来评价水环境质量的新兴指示污染指标,解析DOM组分的分布和来源成为水环境问题的研究热点。目前对感潮河段涨落潮影响下的DOM研究并不多见,因此,本文选取闽江感潮河段作为研究区域,共设9个监测断面(S1-S9),系统研究了闽江感潮河段DOM三维荧光的年内尺度(丰、平、枯水期)及枯水期年际尺度(2018-2020)的时空变化,并采用cosin余弦相似和直方图相似理论,对感潮全河段的DOM荧光图谱进行差异分析,初步解析了河段污染源变化情况。主要研究成果和结论如下:(1)闽江感潮河段盐水入侵现象明显,从年内尺度来看,盐水入侵距离:枯水期>平水期>丰水期。从年际尺度看,2019和2020年的枯水期盐水可上溯城门水厂断面,2018年则为琅岐断面。p H在落潮时均呈现出枯水期>平水期>丰水期,并逐年升高。从年际变化角度分析,DO落潮期呈下降趋势,涨潮期呈上升趋势。从年内变化看,研究河段磷组分浓度变化为丰水期>枯水期,氮组分之间的变化规律具有差异;从年际变化看,2018-2020年氮磷组分浓度逐年下降,说明研究区域水质正逐步改善。(2)采用三维荧光光谱-平行因子法(PARAFAC)对2019年丰、平、枯水期的DOM进行年内变化分析,结果表明研究河段含有3个荧光组分,分别为组分C1溶解性有机物代谢产物、组分C2类腐殖质和组分C3色氨酸类蛋白质,受人类生产活动影响的断面中以色氨酸类蛋白质为主,说明受城市化进程干扰的水体会显著改变其浓度和组分构成。基于cosin和直方图相似度分析,S1-S3上游断面的荧光图谱相似度较高,表明上游水体DOM较为稳定,S4-S7途经福州市区断面出现组分C3,表明出现新增外源污染;在S8和S9河口断面处受海水入侵影响主要为C1组分。FDOM浓度的年内变化为枯水期>丰水期>平水期。三个水期S1-S3断面DOM成分的相似度较一致;S4-S6途经城区的断面相似度逐渐下降,说明出现外源性物质的输入;S7具有海水入侵的特征。(3)采用PARAFAC分析显示在2018-2020年枯水期的年际分析中,DOM同样含有C1、C2、C3三个组分。DOM的年际空间分布与年内规律类似,FDOM浓度的年际变化为2018>2019>2020,与氮磷浓度变化趋势一致。S1-S3、S4-S6的DOM成分相似度较一致,近河口断面S7-S9的相似度可以直接判定盐水入侵的范围。
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