摘要
三维荧光光谱在水环境原位监测领域具有广阔的应用前景.但由于其预处理方法简单,不能完全排除水环境中水化学离子的干扰,会降低水质识别结果的准确性.目前尚无相关研究对这种干扰情况进行分类.为定量解释天然水环境中水化学离子对溶解性有机质(DOM)荧光特性的干扰,本研究以腐殖酸为研究对象,设置不投加离子为对照,其他样品中分别投加3种离子浓度(1～100 mg·L-1)的9种水化学离子(Na+、Cl-、NO-3、Ca2+、Mg2+、K+、CO2-3、HCO-3、SO2-4).通过平行因子法和区域积分法对不同离子浓度下DOM荧光光谱数据进行解析,得到水化学离子对DOM荧光特性(荧光区域积分、组分最大荧光强度、荧光参数)的影响.根据对荧光特性的影响程度,采用系统聚类分类方法,将水化学离子的干扰作用分为三类:第一类(10、100 mg·L-1 CO2-3),增强;第二类(10、100 mg·L-1 SO2-4和100 mg·L-1 NO-3),减弱;第三类(1、10 mg·L-1 NO-3、未添加离子、1 mg·L-1 CO2-3、SO2-4和1、10、100 mg·L-1 Ca2+、Mg2+、K+、HCO-3、Na+、Cl-),无显著影响.结果表明,当天然水环境中的水化学离子属于第三类离子时,可采用三维荧光光谱进行水环境监测.在其他情况下,应优先考虑在预处理过程中去除水化学离子干扰的方法,例如离子回旋共振质谱法等;或者加强三维荧光光谱技术与其他技术的联合,在减少单一技术局限性的同时,获得更全面的信息.该研究为还原真实荧光光谱提供了数据基础,为三维荧光与其他技术的联合应用提供科学依据.
基金项目
国家自然科学基金项目(51809095)
国家自然科学基金项目(52079052)
华北水利水电大学硕士研究生创新能力提升工程项目(YK-2021-53)
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