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三维荧光光谱(3D-EEM)技术在溶解性有机质(DOM)分析中的应用 被引量：14
1
作者 朱大伟 武道吉 +1 位作者 孙翠珍 张志斌 《净水技术》 CAS 2015年第1期14-17,28,共5页
该文阐述了3D-EEM技术在DOM中的应用,介绍了3D-EEM技术的机理和平行因子分析法。从内部结构和外部环境两方面分析了与3D-EEM技术相关的影响因素,并总结了常见有机物光谱峰识别位置。综合评述了3D-EEM技术的研究和应用现状,并对今后的发... 该文阐述了3D-EEM技术在DOM中的应用,介绍了3D-EEM技术的机理和平行因子分析法。从内部结构和外部环境两方面分析了与3D-EEM技术相关的影响因素,并总结了常见有机物光谱峰识别位置。综合评述了3D-EEM技术的研究和应用现状,并对今后的发展趋势和研究方向进行了探讨。 展开更多
关键词 溶解性有机质 三维荧光光谱 平行因子分析法 影响因素
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湿式氧化工艺对己内酰胺污泥处置效果与氧化液特征
2
作者 吴太行 李姝琪 +2 位作者 秦树林 郑威城 刘新超 《净水技术》 2025年第4期134-140,196,共8页
【目的】己内酰胺生产废水处理过程中产生成分复杂的污泥,文章通过研究湿式氧化(WO)处理污泥在不同条件下的无害化和减量化效果以及氧化液中挥发性脂肪酸(VFAs)和溶解性有机质(DOM)随温度的组成变化规律可减少环境污染,提高资源利用率... 【目的】己内酰胺生产废水处理过程中产生成分复杂的污泥,文章通过研究湿式氧化(WO)处理污泥在不同条件下的无害化和减量化效果以及氧化液中挥发性脂肪酸(VFAs)和溶解性有机质(DOM)随温度的组成变化规律可减少环境污染,提高资源利用率。【方法】测量WO反应前后己内酰胺污泥的总化学需氧量(TCOD_(Cr))和挥发性悬浮固体(VSS)来表示无害化和减量化效果,气相色谱(GC)搭配色谱柱和氢火焰离子化检测器(FID)对VFAs进行鉴定和定量分析,紫外可见吸收光谱(UV-Vis)耦合三维激发发射矩阵(3D-EEMs)-荧光区域积分(FRI)用于分析DOM组成及变化规律。【结果】结果表明,相比于86.8%含水率的污泥,97.8%含水率的污泥的TCOD_(Cr)和VSS去除率分别提高了23.3%和19.7%,在污泥含水率为97.8%,反应温度为260℃,反应时间为1 h,起始氧压为1 MPa的条件下,TCOD_(Cr)和VSS去除率最大分别可达到70%和95%以上。乙酸随反应温度的增加而积累,乙酸/挥发性脂肪酸最大达到89.6%。3D-EEMs结合FRI发现位于激发波长(E_(x))/发射波长(E_(m))=220~235 nm/375~410 nm和E_(x)/E_(m)=290~315 nm/375~405 nm的己内酰胺污泥氧化液的2种特征荧光峰,反应温度升高使荧光峰向短发射波长移动,DOM中主要成分为类色氨酸、类富里酸和可溶性微生物的代谢产物。UV-Vis结合3D-EEMs分析,波长254 nm处UV吸收系数(α_(254))、波长355 nm处UV吸收系数(α_(355))、单位DOC浓度在波长254 nm处的吸收系数(SUVA_(254))和腐殖化指数(HIX)呈下降趋势,254 nm处吸光度与365 nm处吸光度的比率(E_(2)/E_(3))和300 nm处吸光度与400 nm处吸光度的比率(E_(3)/E_(4))呈上升趋势。【结论】WO对己内酰胺污泥的处理效果显著,处理前无需事先脱水,处理后随温度升高氧化液中DOM浓度及相对分子质量均下降,腐殖化程度降低,芳香性减弱。温度对于乙酸生成的促进作用明显,乙酸可作为前序污水处理反硝化脱氮的潜在碳源。 展开更多
关键词 湿式氧化(WO) 己内酰胺污泥 溶解性有机质(DOM) 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis) 三维激发发射矩阵-荧光 区域积分(3d-eems-FRI)
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基于光谱和色谱特征数据融合的化工园区地表水污染源识别技术
3
作者 赵远 殷新育 +3 位作者 刘小凤 金梦 兰亚琼 刘锐 《环境科学》 北大核心 2025年第1期216-226,共11页
化工园区内工业企业多,且各企业排水组分复杂,很多企业之间排水组成具有相似性.因此,当园区内地表水发生污染时,快速识别污染源的难度很大.为此,以嘉兴市某国家级化工园区为研究对象,收集该园区内7家重点企业10个批次的排水样本,并对其... 化工园区内工业企业多,且各企业排水组分复杂,很多企业之间排水组成具有相似性.因此,当园区内地表水发生污染时,快速识别污染源的难度很大.为此,以嘉兴市某国家级化工园区为研究对象,收集该园区内7家重点企业10个批次的排水样本,并对其进行三维荧光光谱(EEMS)和气相色谱-质谱(GC-MS)分析.利用平行因子法从同一企业不同批次排水的EEMS图谱中提取共有组分,并构建EEMS特征数据矩阵.同时,从企业排水的GC-MS数据中筛选出具有高检出率或能够有效区分不同企业排水的特征物质,并构建GC-MS特征数据矩阵.比较研究基于不同数据矩阵以及不同模型的污染源识别效果.结果表明,无论是基于EEMS原始数据矩阵、EEMS特征数据矩阵还是GC-MS特征数据矩阵,BP神经网络模型对污染源的识别准确率都不高,分别仅为71.43%、76.19%和71.43%,略高于支持向量机模型(76.19%、76.19%和57.14%).当使用EEMS与GC-MS特征数据融合矩阵时,污染源识别性能显著提升.支持向量机模型对7家企业排水的识别准确率、宏精确率、宏召回率以及宏调和平均值分别为95.24%、96.43%、95.24%和95.10%,而BP神经网络模型的识别性能更佳,4项指标均接近100%.研究结果为化工园区等地表水污染源识别提供了一种有效方法 . 展开更多
关键词 化工园区 三维荧光光谱(EEMS) 气相色谱-质谱(GC-MS) BP神经网络(BPNN) 支持向量机(SVM) 污染源识别
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O3/H2O2降解垃圾渗滤液浓缩液的氧化特性及光谱解析 被引量：30
4
作者 陈炜鸣 张爱平 +2 位作者 李民 蒋国斌 李启彬 《中国环境科学》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2017年第6期2160-2172,共13页
利用臭氧协同双氧水技术对垃圾渗滤液膜滤浓缩液进行预处理,通过有机物的去除率、氧化还原电位、降解速率、总碱度、可生化性及分子量分布探讨了其有机物的氧化特性,并采用光谱表征手段探讨了废水中DOM在臭氧化过程的分子变化.结果表明... 利用臭氧协同双氧水技术对垃圾渗滤液膜滤浓缩液进行预处理,通过有机物的去除率、氧化还原电位、降解速率、总碱度、可生化性及分子量分布探讨了其有机物的氧化特性,并采用光谱表征手段探讨了废水中DOM在臭氧化过程的分子变化.结果表明,添加4m L/L双氧水能显著提升对其有机污染物的去除,较单独臭氧作用其COD、UV_(254)、色度CN的去除率分别提升了11.01%、12.92%和10.74%,降解速率由小到大依次为COD、V_(254)和CN,其生色团最易被臭氧攻击降解;废水的可生化性得到改善,BOD_5/COD值可达0.43,且大分子量的腐植酸和富里酸被有效的降解为小分子有机化合物.傅里叶红外光谱图表明,臭氧能使腐殖质中官能团如Ar-O等结构完全消失;紫外-可见光谱图表明,臭氧能使废水中有机物的芳香性程度、分子量和缩合度降低,协同氧化后对苯环类化合物的降解效率显著提高;对三维荧光光谱矩阵PARAFAC模型分析可知,渗滤液浓缩液中组分C1为富里酸,组分C2推测为芘及其烷基衍生物,组分C3为长波类腐殖质,其C1和C3组分能较快被氧化,而C2组分的去除效果较C1和C3组分较差. 展开更多
关键词 臭氧/双氧水 渗滤液浓缩液 傅里叶红外光谱 紫外-可见光谱 三维荧光光谱 平行因子
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MnO_2催化O_3处理准好氧矿化垃圾床渗滤液尾水中难降解有机物 被引量：11
5
作者 邓禺南 陈炜鸣 +2 位作者 罗梓尹 崔瑜旗 李启彬 《中国环境科学》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2018年第11期4130-4140,共11页
研究利用MnO_2催化O_3氧化技术对准好氧矿化垃圾床渗滤液尾水中难降解有机物进行处理.系统研究了臭氧投量、二氧化锰投量和初始pH值对有机物的去除效果和反应动力学.通过UV-Vis和3D-EEM技术对渗滤液尾水中溶解性有机物分子结构在O_3/Mn... 研究利用MnO_2催化O_3氧化技术对准好氧矿化垃圾床渗滤液尾水中难降解有机物进行处理.系统研究了臭氧投量、二氧化锰投量和初始pH值对有机物的去除效果和反应动力学.通过UV-Vis和3D-EEM技术对渗滤液尾水中溶解性有机物分子结构在O_3/MnO_2体系的转化进行了探究,在此基础上,运用XRD、SEM、EDS和XPS对二氧化锰的催化机理进行研究.结果表明:在反应时间为20min,O_3投量为18.92mg/min,初始pH值为3时,添加0.2g/L的MnO_2能显著提升有机污染物的去除能力,较单独O_3作用,其COD、UV254、色度CN的去除率分别提升了24.66%、4.95%和12.57%,并且生色团的有机物最易被臭氧氧化降解.紫外-可见光谱和三维荧光显示,O_3/MnO_2体系能使废水中腐殖质降解,其有机物的芳香性程度、分子量和缩合度均降低,体系对苯环类化合物的降解效率提高,最终,废水的可生化性得到显著提高.与此同时,反应前后MnO_2未出现新增价态峰值的变化,Mn(Ⅳ)在催化过程中占主导地位,MnO_2在O_3/MnO_2体系中协同机理为MnO_2催化O_3产生羟基自由基以及MnO_2在体系中转化为水合二氧化锰,改变催化剂表面理化性质与有机物形成复合物,以此促进羟基自由基的选择性,从而提升了难降解有机物的去除效果. 展开更多
关键词 O3/MnO2 准好氧矿化垃圾床 紫外-可见光谱 三维荧光光谱 填埋场渗滤液
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污泥好氧堆肥过程中亲水性组分的光谱和电化学特征 被引量：3
6
作者 常昊宇 谭知涵 +4 位作者 孙晓杰 张军 邢美燕 董滨 席北斗 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期397-406,共10页
为了探讨污泥堆肥过程中亲水性组分(hydrophilic fraction,HyI)的结构组成和电子转移能力的变化规律和机理,本研究以污泥堆肥过程中的HyI为研究对象,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱(3D-EEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、二维... 为了探讨污泥堆肥过程中亲水性组分(hydrophilic fraction,HyI)的结构组成和电子转移能力的变化规律和机理,本研究以污泥堆肥过程中的HyI为研究对象,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱(3D-EEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、二维相关光谱(2D-COS)和电化学方法,对其结构组成和电子转移能力的变化进行了系统研究.光谱分析显示,随着堆肥的进行,HyI中芳香族化合物含量增加,醌基含量增加,类蛋白物质含量降低,类胡敏酸物质和类富里酸物质含量增加,芳构化程度和腐殖化程度增强.酰胺和多糖类物质在HyI中占据主导地位,HyI中的羧基含量增加,而酚类含量降低.电化学分析显示,在堆肥过程中,HyI的电子供给能力(electron donating capacity,EDC)呈现先增加后减少的趋势;HyI的电子接受能力(electron accepting capacity,EAC)呈现先减少后增加的趋势.总体上,HyI的电子转移能力(electron transfer capacities,ETC)呈现上升的趋势,表明堆肥过程提高了HyI的氧化还原能力.相关性分析显示,HyI分子量越小、硅酸盐和多糖含量越低,越利于HyI给出电子;而HyI羧基含量越高、类胡敏酸物质越多、腐殖化程度越高、芳香性越强,越利于HyI得到电子.研究显示,污泥堆肥过程中HyI的结构组成和电子转移能力发生了显著变化,HyI分子量的降低、功能基团硅酸盐含量的降低和腐殖化程度的升高与HyI的电子转移能力有密切关系.该结果有助于进一步了解污泥堆肥过程中HyI的形成及其氧化还原特性,为发挥其在治理环境污染中的作用提供依据. 展开更多
关键词 堆肥 亲水性组分 紫外-可见光谱(UV-Vis) 三维荧光光谱(3d-eem) 光谱特征 电子转移能力
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O_3/H_2O_2工艺深度处理污水处理厂尾水中有色可溶性有机物研究 被引量：4
7
作者 王聿琳 杜尔登 +3 位作者 潘新星 樊鑫鑫 李佳琦 王利平 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期265-269,273,共6页
污水处理厂尾水中残留有色可溶性有机物(CDOM)直接排放会对环境产生一定影响。使用O_3/H_2O_2工艺深度处理尾水,基于三维荧光光谱,考察反应时间、初始pH、O_3流量、H_2O_2投加量等对尾水中CDOM的去除效果。研究表明,从尾水CDOM中提取出... 污水处理厂尾水中残留有色可溶性有机物(CDOM)直接排放会对环境产生一定影响。使用O_3/H_2O_2工艺深度处理尾水,基于三维荧光光谱,考察反应时间、初始pH、O_3流量、H_2O_2投加量等对尾水中CDOM的去除效果。研究表明,从尾水CDOM中提取出3个有效荧光组分,其中荧光组分C1和C2为腐殖质类物质,荧光组分C3为蛋白类物质,各工艺条件对荧光组分的去除影响显著,蛋白类物质比腐殖质类物质更容易去除。O_3/H_2O_2工艺能够有效去除尾水中CDOM的荧光组分,可为尾水深度处理提供技术参考。 展开更多
关键词 O3/H2O2工艺 尾水 有色可溶性有机物 三维荧光光谱 平行因子分析
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污泥热水解厌氧消化滤液处理工程溶解性有机物 被引量：4
8
作者 岳文慧 刘吉宝 +2 位作者 郭建宁 魏源送 隋倩雯 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期699-707,共9页
以典型的污泥热水解厌氧消化滤液处理工程为对象进行现场调查.结果表明,滤液中氨氮和COD的浓度分别高达(2034±465),(4128±276) mg/L,滤液中溶解性有机物(DOM)主要是大分子难降解有机物,大于1000Da的DOM占80.6%.现有“生物预处... 以典型的污泥热水解厌氧消化滤液处理工程为对象进行现场调查.结果表明,滤液中氨氮和COD的浓度分别高达(2034±465),(4128±276) mg/L,滤液中溶解性有机物(DOM)主要是大分子难降解有机物,大于1000Da的DOM占80.6%.现有“生物预处理+两级AO-MBR”滤液处理工艺总体上可实现高效脱氮(TN去除率94.9%)和部分COD去除(69.9%).脱氮主要依赖生物预处理单元(去除贡献率为79.9%),而DOM去除主要依赖MBR工艺的膜过滤(去除贡献率为184.7%).膜过滤截留的DOM依次为高分子聚合物>腐植酸类物质>低分子有机酸和中性物质,出水DOM主要以腐植酸和富里酸类物质为主,且腐殖化程度增高.现有的水洗、酸洗和碱洗对膜的有机污染均有一定的清洗效果,但清洗液中DOM类型差异明显. 展开更多
关键词 污泥厌氧消化 溶解性有机物(DOM) 腐殖质 有机组分 三维荧光光谱
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鸡粪蚯蚓堆肥的腐殖化技术研究
9
作者 宋昭苒 吕悦诚 +3 位作者 马建鹏 梁胜增 韩耀霞 江梅珍 《畜牧业环境》 2024年第20期50-51,共2页
堆肥是实现畜禽粪便资源化利用的有效手段,但传统的好氧堆肥技术仍存在一些问题需要完善。本文通过基础理化指标、腐熟指标以及3D-EEM分析鸡粪蚯蚓堆肥的动态变化过程。结果发现,鸡粪蚯蚓堆肥技术可以增强堆肥的腐殖化过程,为提高堆肥... 堆肥是实现畜禽粪便资源化利用的有效手段,但传统的好氧堆肥技术仍存在一些问题需要完善。本文通过基础理化指标、腐熟指标以及3D-EEM分析鸡粪蚯蚓堆肥的动态变化过程。结果发现,鸡粪蚯蚓堆肥技术可以增强堆肥的腐殖化过程,为提高堆肥腐殖化过程提供理论依据。 展开更多
关键词 鸡粪 蚯蚓 堆肥 3d-eem 腐殖化
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水源水Fe(Ⅵ)与Mn(Ⅶ)预氧化对天然有机物的组成特征及消毒副产物生成势的影响 被引量：1
10
作者 韩港胜 侯嫔 +8 位作者 储文斌 王艳 段书乐 强志民 刘丁伟 许谦 蒋菱 蒋才芳 董慧峪 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1138-1149,共12页
溶解有机物(DOM)普遍存在于地表水源中,是饮用水消毒副产物的重要前驱物.本研究考察了Fe(Ⅵ)与Mn(Ⅶ)预氧化对浙江东部某水源水中DOM的组成特征及消毒副产物生成势的影响.运用三维荧光光谱(3D-EEMs)分析了两种氧化剂在不同的浓度梯度下... 溶解有机物(DOM)普遍存在于地表水源中,是饮用水消毒副产物的重要前驱物.本研究考察了Fe(Ⅵ)与Mn(Ⅶ)预氧化对浙江东部某水源水中DOM的组成特征及消毒副产物生成势的影响.运用三维荧光光谱(3D-EEMs)分析了两种氧化剂在不同的浓度梯度下对水样进行预氧化后,水样DOM的荧光光谱特性、荧光特征参数和荧光组分等的变化情况,及氯化后消毒副产物(DBPs)的生成情况.结果表明,水源水水样DOM的来源主要为陆源与内源混合且具有一定的腐殖质化程度,Mn(Ⅶ)和Fe(Ⅵ)预氧化不仅对荧光DOM具有较好的降解效果,对腐殖质类DOM也具有一定的降解作用.在DBPs的生成势方面,Mn(Ⅶ)预氧化对三氯甲烷(TCM)生成势的变化呈现出先增强后减弱的现象,对二氯乙腈(DCAN)的生成势具有一定的减弱作用.而Fe(Ⅵ)预氧化对三氯丙酮(1,1,1-TCP)、溴氯乙腈(BCAN)、二溴乙腈(DBAN)和DCAN的生成势均具有明显的降低作用,对二氯一溴甲烷(DCBM)、二溴一氯甲烷(DBCM)和三溴甲烷(TBM)生成势的变化呈现出先增强后减弱的现象.研究结果推动了水源水氧化消毒工艺的发展并为相关研究提供理论指导. 展开更多
关键词 溶解有机物 三维荧光光谱 预氧化 氯消毒 消毒副产物
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豆腐渣堆肥过程中的多维光谱解析与建模 被引量：2
11
作者 苏云 李卫华 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第1期439-446,共8页
以豆腐渣为底物进行混合好氧堆肥,采用三维荧光光谱(3-D excitation-emission fluorescence spectra,3D-EEMs)分析了堆肥产物淋溶上清液水溶性有机物(dissolved organic matter,DOM)的组成,运用傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform ... 以豆腐渣为底物进行混合好氧堆肥,采用三维荧光光谱(3-D excitation-emission fluorescence spectra,3D-EEMs)分析了堆肥产物淋溶上清液水溶性有机物(dissolved organic matter,DOM)的组成,运用傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)技术解析了堆肥样品中官能团信息。利用三维荧光结合平行因子法研究了堆肥过程中DOM的动态变化过程,分析得出两种组分即可见区类色氨酸(E_(x)/E_(m)=285 nm/350 nm)与类腐殖酸(E_(x)/E_(m)=335 nm/415 nm),其中,E_(x)为激发波长,E_(m)为发射波长。随着堆肥的不断进行,可见区类色氨酸荧光强度逐渐下降,类腐殖酸荧光强度逐渐上升,表明堆肥进入腐熟阶段。FTIR分析表明堆肥过程中多糖类小分子物质逐渐减少,而腐殖酸类大分子物质逐渐增加。进一步运用近红外光谱(near-infrared spectroscopy,NIRS)和区间偏最小二乘法等化学计量学方法构建了堆肥过程有机质含量分析预测模型,结果表明,优化选择区间5831.95~6086.52 cm^(-1)可以建立稳健的有机质定量分析模型,堆肥有机质实测值与近红外预测值的相关系数(R)为0.9861、交叉验证均方差(root mean square error of cross validation,RMSECV)为0.8247、偏差(Bias)为0.005,表明堆肥有机质含量与近红外光谱具有较好的相关性。 展开更多
关键词 豆腐渣 堆肥 三维荧光光谱 傅里叶红外光谱 近红外光谱
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水厂臭氧-生物活性炭工艺对短链PFCs及DOM去除特性的中试
12
作者 杨宁 许咏穗 +3 位作者 侯英娜 黄国庆 费霞丽 邓慧萍 《净水技术》 CAS 2024年第5期80-91,142,共13页
全氟化合物(PFCs)在水环境中广泛分布并存在潜在毒性,活性炭吸附是目前被认为从饮用水中去除PFCs的有效技术之一。然而,关于臭氧-生物活性炭(O3-BAC)在实际水体中对短链PFCs去除特性的研究较少,因此在目前地表水环境中短链PFCs的污染水... 全氟化合物(PFCs)在水环境中广泛分布并存在潜在毒性,活性炭吸附是目前被认为从饮用水中去除PFCs的有效技术之一。然而,关于臭氧-生物活性炭(O3-BAC)在实际水体中对短链PFCs去除特性的研究较少,因此在目前地表水环境中短链PFCs的污染水平不断升高的背景下,亟需评估该工艺的应用效果。文中以水厂砂滤产水为水源,研究了3种短链PFCs(PFBA、PFPeA、PFHxA)和溶解性有机物(DOM)在连续运行90 d的O3-BAC中试装置中的去除效果,同时探讨了关停臭氧和臭氧的投加量对短链PFCs和DOM去除效果的影响。结果表明,随着运行时间的延长,3种短链PFCs在O3-BAC中试中的去除率显著下降并且出现了PFCs穿透和解吸附现象,去除率下降程度为:PFBA>PFPeA>PFHxA,而DOM相关的DOC、UV_(254)和Φ_((T,n))指标的去除率下降程度则相对缓慢。臭氧的投加能够氧化DOM从而改善短链PFCs在炭滤中的吸附去除,关停臭氧后流入炭滤的DOM会抢占已吸附短链PFCs的吸附位点,使PFCs解吸附提前发生。过高的臭氧投加量又会使更具竞争性的低分子量有机物增多,从而削弱炭滤对短链PFCs的去除能力。 展开更多
关键词 臭氧-生物活性炭 全氟化合物 溶解性有机物 中试 三维荧光光谱
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黑龙江流域典型断面水体DOM荧光特性分析 被引量：13
13
作者 张道萍 张铃松 +4 位作者 孟凡生 王业耀 杨琦 薛浩 叶匡旻 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1099-1110,共12页
为研究黑龙江流域水环境腐殖质的组成、时空分布特征及来源特征,通过野外调查、静态浸泡试验和动态淋溶试验,利用三维荧光激发-发射矩阵结合平行因子分析(EEM-PARAFAC)及荧光定量指标,分析水体DOM(dissolved organic matter,溶解性有机... 为研究黑龙江流域水环境腐殖质的组成、时空分布特征及来源特征,通过野外调查、静态浸泡试验和动态淋溶试验,利用三维荧光激发-发射矩阵结合平行因子分析(EEM-PARAFAC)及荧光定量指标,分析水体DOM(dissolved organic matter,溶解性有机物)的荧光特性和来源特征.结果表明:①ρ(COD Mn)在平水期和丰水期出现了畸高现象,平水期和丰水期水体DOM的相对含量高于冰封期.水体DOM识别出4种荧光组分〔长波段类腐殖酸(C1)、短波段类腐殖酸(C2)、类富里酸(C3)和类色氨酸(C4)〕,其中类腐殖质总贡献率在50%以上,属于类腐殖质主导型.平水期、丰水期和冰封期水体DOM的FI(荧光指数)值分别为1.48~1.61、1.51~1.63和1.52~1.79,BIX(生物源指数)值分别为0.56~0.75、0.55~0.73和0.61~0.92,HIX(腐殖化指数)值分别为5.84~13.42、5.70~15.78和2.84~12.05,表明水体DOM是陆源和自生源贡献相结合,具有自生源特征和强腐殖质特征.②通过静态浸泡试验模拟土壤溶解,识别出5种荧光组分,除C1~C4外,还识别出类酪氨酸(C5);通过动态淋溶试验模拟降雨过程,识别出4种荧光组分(C1~C4).土壤DOM的荧光特性与水体DOM相似,表明水体DOM与土壤DOM具有相似的来源.③3个水期各荧光组分的荧光强度均与ρ(DOC)呈线性相关.其中,C1、C2和C3的荧光强度与ρ(DOC)均呈显著线性相关,平水期、丰水期、冰封期C1的相关系数分别为0.7762、0.8524和0.9568,C2的相关系数分别为0.4783、0.2659和0.8784,C3的相关系数分别为0.6582、0.8025和0.9545;但C4的相关系数差别较大,分别为-0.0644、0.0219和0.8474,说明类腐殖质荧光组分是DOC的主要来源.研究显示,黑龙江流域水体DOM以类腐殖质为主,水体DOM具有强腐殖质特征,源头水的背景值较高. 展开更多
关键词 溶解性有机物(DOM) 三维荧光光谱(3d-eems) 平行因子分析(PARAFAC) 荧光特征 来源解析
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三维荧光结合自组织映射神经网络考察自来水厂有机物去除效果 被引量：7
14
作者 杜尔登 郭迎庆 +2 位作者 孙悦 高乃云 王利平 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1846-1851,共6页
三维荧光光谱在水体监测和水处理领域日益引起广大研究者的关注。自组织映射神经网络(SOM网络)作为一种非监督、自学习的神经网络,具有自稳定性高、抗噪声能力强等特点。使用SOM网络对某自来水厂处理流程中水样的荧光光谱进行解析,可以... 三维荧光光谱在水体监测和水处理领域日益引起广大研究者的关注。自组织映射神经网络(SOM网络)作为一种非监督、自学习的神经网络,具有自稳定性高、抗噪声能力强等特点。使用SOM网络对某自来水厂处理流程中水样的荧光光谱进行解析,可以将三维荧光光谱聚类成三类,分别对应为络氨酸类蛋白有机物、色氨酸类蛋白有机物、紫外富里酸类物质。整个自来水处理工艺能够有效的去除水体中的有机物,其中络氨酸类、色氨酸类、紫外富里酸类物质的去除率分别为84.6%,79.9%,69.1%。研究结果表明,SOM网络可以作为一种有效的水体荧光光谱分析工具,有助于优化水处理工艺参数,提高水处理工艺性能、以及自来水厂的监测和管理。 展开更多
关键词 自来水处理 三维荧光(3d-eem) 自组织映射神经网络(SOM) 有机物去除
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不同年限露天煤矿排土场土壤剖面溶解性有机质荧光和吸光特征 被引量：5
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作者 张莉 刘涵 +2 位作者 赵海超 孙清轩 曹志国 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1941-1951,共11页
露天煤矿开采对土壤剖面各土层溶解性有机质(DOM)组分含量影响巨大.该研究采用三维荧光光谱(3D-EEM)和紫外-可见光谱(UV-vis)对锡林浩特露天煤矿1~7年排土场土壤剖面(0~100 cm)DOM荧光和吸光特征深入分析,解析排土场生态演替过程中土壤... 露天煤矿开采对土壤剖面各土层溶解性有机质(DOM)组分含量影响巨大.该研究采用三维荧光光谱(3D-EEM)和紫外-可见光谱(UV-vis)对锡林浩特露天煤矿1~7年排土场土壤剖面(0~100 cm)DOM荧光和吸光特征深入分析,解析排土场生态演替过程中土壤剖面DOM组分及来源时空变化.结果表明:①露天煤矿排土场土壤剖面各土层w(DOC)在102.70~475.80 mg/kg之间,荧光组分中蛋白质类组分占比(29.97%~60.39%)最高,类腐殖酸组分占比(16.09%~44.27%)次之.土壤剖面DOM主要来源于微生物代谢产物,芳香性、腐殖化程度较低,且随排土场年限增加,各土层DOM紫外吸光组分芳香环中羰基、羧基、羟基、酯类含量增加,类腐殖酸组分占比先降后增,蛋白质类组分占比先增后降,类富里酸组分占比呈下降趋势.②随土壤深度增加,DOM含量呈上升趋势,DOM自生源特征及土壤微生物活性减弱,次表层(20~40 cm)出现明显波峰.随排土场年限增加,深层土壤DOM荧光组分中蛋白质类组分占比呈下降趋势,类富里酸组合占比垂向变化较小,类腐殖酸组分占比呈增加趋势.随着地表植被由无到有,DOM自生源特征降低,腐殖化程度增强.③排土场土壤剖面pH可作为评估DOM腐殖化程度的良好指标,总氮(TN)含量可作为指示DOM分子量重要指标.研究显示,不同年限露天煤矿排土场土壤剖面DOM荧光和吸光特征能够作为露天煤矿环境治理与生态恢复的评价指标. 展开更多
关键词 溶解性有机质(DOM) 土壤 露天煤矿排土场 三维荧光光谱(3d-eem) 紫外-可见光谱(UV-vis)
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不同生态混凝土坡岸中溶解性有机质与镉的相互作用机理研究 被引量：6
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作者 梁明欣 寇莹莹 +4 位作者 王京刚 何连生 张琪 徐红灯 袁冬海 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1857-1868,共12页
为研究生态混凝土坡岸中DOM (dissolved organic matter,溶解性有机质)与重金属离子的相互作用,通过FQT(fluorescence quenching titration,荧光淬灭滴定)试验配合3D-EEMs (three-dimensional fluorescence spectroscopy,三维荧光光谱)... 为研究生态混凝土坡岸中DOM (dissolved organic matter,溶解性有机质)与重金属离子的相互作用,通过FQT(fluorescence quenching titration,荧光淬灭滴定)试验配合3D-EEMs (three-dimensional fluorescence spectroscopy,三维荧光光谱)、PARAFAC (parallel factor,平行因子分析)和2D-COS (two-dimensional correlation spectroscopy,二维相关光谱)探究了AEC(applied eco-concrete,应用型生态混凝土)和IEC (improved eco-concrete,改良型生态混凝土)坡岸中DOM与Cd^2+的相互作用机理.结果表明:①3D-EEMs结果显示,AECow(AEC坡岸出水)类蛋白组分荧光强度降低,水体腐殖化程度升高,而IECow(IEC坡岸出水) DOM各组分荧光强度均降低;Cd^2+能与DOM中所有组分发生络合,且随c(Cd^2+)增加,各组分的荧光强度最终趋于稳定.②PARAFAC将所有样品中DOM分离出类蛋白、类富里酸和类腐殖质3个独立组分,其中类富里酸组分随c(Cd^2+)增加表现稳定的荧光淬灭效果.③通过Ryan and Weber模型计算Cd^2+与DOM中各组分的络合常数(lg K)发现,所有样品中Cd2+与DOM中类富里酸组分的lg K值均大于类蛋白组分.进一步发现,不同坡岸出水lg K值大小依次为RW(原水)>AECow>IECow;④2D-COS分析得出,DOM中类蛋白组分对Cd^2+的敏感度最大.RW中Cd^2+与DOM位点的络合顺序为340 nm→273 nm→282 nm,AECow中络合顺序为410 nm→330 nm.研究显示:Cd^2+率先与DOM中类富里酸、腐殖质类物质络合,且络合能力强,类蛋白物质最容易受Cd^2+的干扰;AECow增加了下游水生态系统中Cd^2+的迁移风险和生物有效性,相反IECow则降低了Cd^2+的迁移风险,两种坡岸均能降低DOM组分与Cd^2+的络合能力,其中IEC坡岸最优. 展开更多
关键词 生态混凝土 三维荧光光谱(3d-eems) 二维相关光谱(2D-COS) 溶解性有机质(DOM) CD^2+
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新疆奎屯地区高砷地下水DOM三维荧光特征 被引量：14
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作者 王翔 罗艳丽 +1 位作者 邓雯文 戴志鹏 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期4974-4981,共8页
新疆奎屯地区是中国大陆第一个地方性砷(As)中毒病区,为了解析该地区高As地下水中溶解性有机物(DOM)的组分和来源,探索其在As迁移转化过程中的作用,利用三维荧光光谱结合平行因子分析法对奎屯地区水样进行研究.结果表明:该地区地下水As... 新疆奎屯地区是中国大陆第一个地方性砷(As)中毒病区,为了解析该地区高As地下水中溶解性有机物(DOM)的组分和来源,探索其在As迁移转化过程中的作用,利用三维荧光光谱结合平行因子分析法对奎屯地区水样进行研究.结果表明:该地区地下水As含量范围在1.30~400.68μg/L,平均值为61.18μg/L,有68.99%的地下水为高As地下水.地下水中DOM含有3种组分:类腐殖质C1(260(325)nm/425nm),占2.78%;类色氨酸C2(275nm/350nm),占18.74%;微生物源的还原性醌类C3(260(375)nm/475nm),占54.12%.研究区水体DOM的荧光指数在1.2~1.52之间,均值为1.36,水中DOM以陆源为主.该地区地下水整体呈现还原-弱碱性环境,地下水中As的释放过程主要有铁氧化物矿物还原和脱硫酸作用,水中的DOM参与了铁、硫酸盐的还原反应过程,类色氨酸C2主要在微生物呼吸过程中充当电子供体角色,还原性醌类C3担任了电子飞行过程中的电子穿梭体,增强了As从含水层沉积物中释放到地下水的迁移性能. 展开更多
关键词 奎屯 地下水 砷 溶解性有机物(DOM) 三维荧光光谱(3d-eem)
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饮用水处理过程中全氟化合物的分布、转化及去向 被引量：5
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作者 钟婷婷 林涛 刘威 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期2613-2621,共9页
全氟和多氟烷基物质(PFASs)存在于地表水、自来水甚至商业饮用水中,对人类健康构成威胁.在以太湖为源头的某大型饮用水处理厂(DWTPs)中研究了14种PFASs的检出和转化.结果表明,共有10种PFASs在水样中被检测到,说明PFASs在饮用水中分布广... 全氟和多氟烷基物质(PFASs)存在于地表水、自来水甚至商业饮用水中,对人类健康构成威胁.在以太湖为源头的某大型饮用水处理厂(DWTPs)中研究了14种PFASs的检出和转化.结果表明,共有10种PFASs在水样中被检测到,说明PFASs在饮用水中分布广泛.原水中的PFASs总浓度为127.4ng·L^(-1),其中最高浓度为全氟辛酸(PFOA,49.8ng·L^(-1)).预臭氧会导致PFASs的浓度反向升高,这可能是由于前体物的存在或由短链向长链进行转化导致.常规处理工艺无法有效去除PFASs,O_(3)-BAC在DWTPs的处理过程中对PFASs的去除(20.74%)具有主导作用.O_(3)-BAC作为DWTPs的主要去除工艺,其反冲洗水中含有浓度较高的PFASs,分布特征与原水相似.利用中试装置,对比了5种常见的滤池反冲洗水处理工艺,结果表明,GAC-超滤可以在保证浊度较高去除率(99.08%)的基础上,吸附并截留一定量的PFASs.从三维荧光分析可得,GAC-超滤也可去除大部分荧光微污染物,对于原水含有较高浓度的PFASs的DWTPs来说,将其作为滤池反冲洗水回用处理工艺是实际可行的. 展开更多
关键词 饮用水处理 全氟和多氟烷基物质(PFASs) 滤池反冲洗水 超滤 三维荧光(3d-eem)
原文传递
垃圾渗滤液中溶解性有机物组分的三维荧光特性 被引量：23
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作者 贾陈忠 王焰新 +1 位作者 张彩香 秦巧燕 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1575-1579,共5页
运用三维荧光光谱技术研究了垃圾渗滤液中六种DOM组分的荧光特性。结果表明:类富里酸、类色氨酸和腐殖酸类物质是垃圾渗滤液DOM的主要组成,其中大量紫外区类富里酸物质的存在,是导致其可生化性差的主要原因。HOA含有较多紫外区类富里酸... 运用三维荧光光谱技术研究了垃圾渗滤液中六种DOM组分的荧光特性。结果表明:类富里酸、类色氨酸和腐殖酸类物质是垃圾渗滤液DOM的主要组成,其中大量紫外区类富里酸物质的存在,是导致其可生化性差的主要原因。HOA含有较多紫外区类富里酸和较少可见区类富里酸,HIA正好相反;HIN组分主要包括紫外区和可见区类富里酸;HOB、HIB和HIN三种组分在各区域荧光信号都较强,包括HON组分在内,这四种组分荧光峰位置主要集中在类腐殖酸、紫外区类富里酸及可见区类富里酸三个区域;但不同组分的荧光强度差别较大,HOB和HIB在紫外区类富里酸有较强荧光强度,HIN在紫外区类富里酸、可见区类富里酸区域均有较强荧光强度;与这三者相比,HON在各位置的荧光信号中等;而HOA和HIA的荧光强度相对较弱,说明有机酸类物质的荧光特性较差。 展开更多
关键词 垃圾渗滤液 溶解性有机物 组分 三维荧光光谱
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滇池典型陆生和水生植物溶解性有机质组分的光谱分析 被引量：55
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作者 谢理 杨浩 +3 位作者 渠晓霞 朱元荣 张明礼 吴丰昌 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期72-79,共8页
应用紫外-可见光谱、傅里叶红外光谱与三维荧光光谱,对采自滇池外海及湖滨农田的2种典型陆生植物(玉米、紫茎泽兰)和5种水生植物(芦苇、水红花、水葫芦、眼子菜、茭草)所提取的DOM(溶解性有机质)组分进行了光谱分析.结果表明,陆生与水... 应用紫外-可见光谱、傅里叶红外光谱与三维荧光光谱,对采自滇池外海及湖滨农田的2种典型陆生植物(玉米、紫茎泽兰)和5种水生植物(芦苇、水红花、水葫芦、眼子菜、茭草)所提取的DOM(溶解性有机质)组分进行了光谱分析.结果表明,陆生与水生植物DOM的紫外-可见光谱曲线基本类似,吸光度均随波长的增加而降低.陆生植物DOM的SUVA254(单位溶解性有机碳浓度下波长254 nm处吸收系数)值大于水生植物,表明滇池外源输入的DOM腐殖化程度大于内源.植物叶中DOM的A250/A365(A250、A365分别为波长250和365 nm处的紫外吸光度比值)小于茎,表明叶中DOM的芳香性和分子量都大于茎.陆生与水生植物DOM均有相似的红外特征峰带,其中—COO-、—CH2、—CO、—OH、—NH2的特征峰明显,表明它们是构成陆生和水生植物DOM的主要官能团.三维荧光光谱分析表明,陆生植物茎的DOM中含有类富里酸物质,而叶的DOM中含有类腐殖酸物质.水生植物除了水葫芦叶的DOM中含有类腐殖酸物质外,其他样品无论茎、叶都含有类富里酸物质.除水葫芦叶外,同种植物茎的DOM中存在类色氨酸物质,而叶中不存在. 展开更多
关键词 溶解性有机质 紫外-可见光谱 傅里叶红外光谱 三维荧光光谱 滇池
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