《三维荧光技术在水质监测方面的应用与发展》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三维荧光技术在水质监测方面的应用与发展（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘 要：三维荧光技术在水质表征方面具有较大潜力。根据已有的研究成果，对近年来该技术在天然水质表征方面的应用进行总结。根据天然水中主要存在6 个荧光峰（peak a、 peak c、peak m 、peak b、peak t1 和 peak t2 ）和各类荧光峰的差异可以分辨出不同来源的水样的水质状况、污染程度等。关键词：三维荧光技术；溶解有机质；环境；水质目前，地表饮用水源的污染类型日益恶劣，且愈显复杂。美国的研究报告表明（1974 年以来） ，饮用水中有近百种致癌物质，这也让饮用水源安全的问题成为世界广泛关注的热点之一。天然水域（河流、湖泊、海洋等）中广泛存在着溶解性有机质dom （diss
2、olved organic matter ） ，其官能团丰富，且迁移率高。加之其中富含c、n、p 等营养元素，进而参与水环境中的多种理化反应过程，对水环境质量有重要影响。比如，其能与金属离子形成络合物，影响金属的毒性及溶解性；另外，在水处理过程中，dom 会使消毒过程产生更多的副产物。因为 dom的分子量、官能团等的分布范围较大，因此对其各种成分进行详尽分析变得困难。三维荧光光谱（three-dimensional excitation- emission matrix spectra） ，简称eem ，具有多种优点，比如无需预处理、准确度高、速度快、灵敏度高、所需样品较少等，信息种类丰富且图
3、像直观，图谱与污染物质种类、含量相对应，就好像人的指纹具有唯一性一样，所以也被称为“荧光指纹”，是 dom表征的首选方法。1 三维荧光峰的分类情况2 环境因素对dom荧光的影响2.1 金属离子天然水中的类腐殖酸荧光强度受金属离子的影响最为明显。dom 易与金属离子发生络合反应，致使dom的荧光强度发生猝灭的后果。一般而言，如cu2+、fe3+ 、hg2+、ni2+ 、 zn2+等顺磁性金属离子易导致腐殖酸的荧光猝灭；如 al3+ 、mg2+、ca2+和 cd2+等反磁性金属离子的影响较为复杂，它们与腐殖质络合后其荧光可能增强，可能猝灭或者影响不明显。针对于相关的研究来看，目前主要是在实验室条件
4、下采用加入自由金属离子的方法进行，而金属在自然环境中主要以颗粒物和有机物的形式存在，所以关于金属离子对dom荧光强度是否有显著影响还存在争议。2.2 温度温度对荧光强度的影响较大，有研究表明温度对荧光强度的影响是可逆的，因为温度并不改变 dom的分子结构。但也有观点与之相反，主张温度对荧光强度的影响是不可逆的，这可能由于升温促使dom发生了光降解或者分解所致。2.3 ph对于 dom荧光强度的影响高 ph 值条件可导致荧光强度增强；而低 ph 值条件下则可以导致荧光强度降低。ph 值为2 12 之间是三维荧光光谱技术较适宜的范围，但为了减小误差，有时在测定前可将ph 调至 67 的中性范围。
5、天然水 （ph 值 5 9 ）荧光峰的荧光强度的变动并不明显，最大变化可达 10% 左右，说明仍可以较好的表征dom 。3 三维荧光技术在水环境监测中的应用3.1 海洋环境海洋或入海口处的海洋微生物的生物、浮游生物与海洋dom的关系可以较好的用三维荧光技术来表征。海洋腐殖酸（peak m）是在海洋环境中新产生的腐殖酸，而不同于陆源腐殖酸（ peak c） 。如影响海水中的类蛋白荧光峰（peak b、peak t1 、peak t2 ）的因素主要分为内源和外源类：海域自身产生的类蛋白物质为内源，由外来途径引入的类蛋白称为外源。人类活动对海水的影响可以表征为peak t1和 peak t2的变化。
6、腐殖酸荧光强度与海水深度及离海岸线距离有关。腐殖酸（ peak a）离海岸线和入海口越远，其荧光强度越低。 盐度对 peak m的荧光影响明显有关，因此在分辨河流水和海洋水时，可根据随着盐度降低，peak m 是否逐渐向长波长的peak c 区域红移来判断。3.2 淡水环境因为淡水中dom的浓度相对稳定，差异性不大，所以可利用三维荧光技术的高灵敏度来检测不同样品间的细微不同。一般而言，污水中的类蛋白物质较多，而淡水中含有较多的腐殖酸（ peak a 和 peak c 荧光强度大） 。常用类蛋白和类腐殖质荧光强度的比值r （类蛋白 /类腐殖质）来判断水体污染情况，r值较大时，说明类蛋白荧光强度较
7、大，可以推测水质受到外源污染。r 值较小，说明水体未受污染，而受污染的河流r 则较大。4 小结由于溶解性有机质（dom ）的广泛存在， 对水环境质量影响严重，目前已成为人们关注的焦点之一。三维荧光技术在快速有效检测dom 浓度以及特征的微小变化方面具有明显优点，在表征水体dom方面可以提供丰富的信息。参考文献：1 蒋凤华，杨黄浩，黎先春等. 胶州湾海水溶解有机物三维荧光特征研究j.光谱学与光谱分析， 2007，27（ 09） ：1765-1769. 2 刘明亮，张运林，秦伯强. 太湖入湖河口和开敞区cdom吸收和三维荧光特征 j.湖泊科学， 2009，21（02） ：234-241. 作者简介：王士峰（1989- ） ，男，山西晋城人，研究生，水质监测，学生，西南科技大学环境与资源学院。
