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基于水质荧光指纹技术的复合污染河道溯源研究 被引量：3
1
作者 熊秋燃 沈鉴 +5 位作者 胡远 柴一荻 顾意琴 冷晓婷 程澄 吴静 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1773-1780,共8页
复合污染水体的污染源组成解析是当前水污染溯源领域难题,基于三维荧光光谱的水质荧光指纹技术是解决该难题的关键方法。采用水质荧光指纹技术对苏南地区Y河开展溯源分析。通过平行因子分解与水质荧光指纹比对有效识别Y河中印染废水荧... 复合污染水体的污染源组成解析是当前水污染溯源领域难题,基于三维荧光光谱的水质荧光指纹技术是解决该难题的关键方法。采用水质荧光指纹技术对苏南地区Y河开展溯源分析。通过平行因子分解与水质荧光指纹比对有效识别Y河中印染废水荧光信号来自上游河道异地输入。利用氨氮浓度划分重污染区域,依托水质荧光指纹对Y河流域内109个排口开展筛查,通过污染路径溯源法精准定位35家主要责任单位。落实整改要求后,Y河水质由劣Ⅴ类迅速提升至Ⅲ类,并持续稳定达标。Y河河道治理工程取消,降本增效效果显著。针对复合污染河道提出了以水质荧光指纹技术为抓手的精准溯源与微创治理新模式,对实现精准治污、科学治污、依法治污具有重要指导意义。 展开更多
关键词 三维荧光光谱 水质荧光指纹 复合污染溯源 污染路径溯源法 精准治污
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南方某河水质荧光指纹特征及污染溯源 被引量：20
2
作者 刘传旸 柴一荻 +5 位作者 徐宪根 周俊 陆森森 沈鉴 何苗 吴静 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期2142-2147,共6页
基于三维荧光光谱随荧光有机物的种类和浓度的不同与水体或污染排放源呈现对应关系的特性,水质荧光指纹溯源技术能够通过水体的三维荧光信号追溯污染排放源。以我国南方C市地表水A河为主要研究对象,利用水质荧光指纹溯源技术对A河及其... 基于三维荧光光谱随荧光有机物的种类和浓度的不同与水体或污染排放源呈现对应关系的特性,水质荧光指纹溯源技术能够通过水体的三维荧光信号追溯污染排放源。以我国南方C市地表水A河为主要研究对象,利用水质荧光指纹溯源技术对A河及其上游来水方向J河进行了水质荧光指纹特征解析和污染排放源溯源。A河水质荧光指纹主要包括三个特征荧光峰,其[激发波长,发射波长]分别为[280,320],[235,345]和[255,460]nm,其上、中、下游水质指纹之间相似度均大于99%,具有典型的印染废水污染特征。A河上游由J河分流汇入,J河水质荧光指纹与A河相似度低于60%,且强度不超过A河的40%。J河对A河水质荧光指纹形成过程的影响较小,A河的荧光强度主要由A河上游区域贡献。溯源结果表明,A河河水与A河上游印染纺织工业园区的印染废水水质荧光指纹相似度为94%,A河污染很可能来自其上游未经处理的印染废水的排放。A河和J河河水水质荧光指纹各荧光峰强度与高锰酸盐指数的线性相关系数R 2分别达到0.9564,0.9375和0.9854,而水质荧光指纹法感知污染的灵敏度更高。与其他三维荧光光谱相似度算法的结果对比表明,水质荧光指纹溯源技术是一种可靠的水环境监管技术,能够为进一步实现污染源头治理和环境精细化管理提供有力的技术支撑。 展开更多
关键词 水质荧光指纹 地表水 污染溯源 三维荧光
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硫胺素-三维荧光法测定水中汞离子的研究 被引量：2
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作者 祖丽德孜·努兰 沈鉴 +5 位作者 冷晓婷 柴一荻 王士峰 胡远 崔皓月 吴静 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1846-1851,共6页
汞是一种具有显著积累效应和遗传毒性的重金属元素,对人体健康和生态环境危害极大。我国水环境中汞污染严重,开发快速、高效、经济的汞离子检测方法可以有效推动水环境中汞污染的源头治理。该研究创新性地提出利用硫胺素-三维荧光法来... 汞是一种具有显著积累效应和遗传毒性的重金属元素,对人体健康和生态环境危害极大。我国水环境中汞污染严重,开发快速、高效、经济的汞离子检测方法可以有效推动水环境中汞污染的源头治理。该研究创新性地提出利用硫胺素-三维荧光法来实现水环境中汞离子的检测。研究结果表明,硫胺素与汞离子发生氧化还原反应前后,其荧光峰的位置与数量发生了明显改变,可作为检测水中汞离子的特征性信号。此外,在利用该法检测水中汞离子时,硫胺素的浓度不宜过高,体系应保持碱性环境,反应温度与反应时间可由一级动力学模型来优化,以期降低检测成本,提高检测效率。在指定的检测条件(硫胺素浓度为10μmol·L^(-1)、pH为9.7、反应时间为120 min、温度为20℃)下,汞离子浓度的线性检测范围为4~15μmol·L^(-1)。硫胺素-三维荧光法与传统的水中汞离子的检测方法相比具有突出优势和良好的实际应用价值,可以有效助力水环境中汞污染的源头监管,极大提升环境执法效率。 展开更多
关键词 汞离子 硫胺素 三维荧光光谱 测试条件 污染源监管
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江苏江阴污水处理厂排水的三维荧光光谱特征 被引量：9
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作者 程澄 钱玉亭 +5 位作者 黄振荣 姜静 邵立 王忠喜 吕伟明 吴静 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3791-3796,共6页
纺织印染是江苏省江阴市的主要工业行业之一,江阴市许多污水处理厂接收印染废水,其中溶解性有机物是污水处理工艺中的重要去除对象。由于测量快速简便兼具灵敏性和一定选择性,三维荧光光谱被广泛应用于各类水体溶解性有机物的表征中。... 纺织印染是江苏省江阴市的主要工业行业之一,江阴市许多污水处理厂接收印染废水,其中溶解性有机物是污水处理工艺中的重要去除对象。由于测量快速简便兼具灵敏性和一定选择性,三维荧光光谱被广泛应用于各类水体溶解性有机物的表征中。该研究主要采用三维荧光光谱分析了江阴市主要污水处理厂排水中溶解性有机物的组成特征。结果表明江阴市主要污水处理厂排水单位溶解性有机碳的UV254值为1.42~5.71 L·(mg·m)^(-1),其溶解性有机物的芳香化程度比一般生活污水处理厂排水高。江阴市主要污水处理厂排水的三维荧光光谱普遍存在类蛋白荧光团。生化或者“生化+混凝沉淀”工艺出水单位溶解性有机碳的类蛋白荧光强度大于2.86 R.U.·L·mg^(-1),而强氧化工艺出水单位溶解性有机碳的类蛋白荧光强度低得多,小于0.60 R.U.·L·mg^(-1),这主要是由于强氧化工艺对类蛋白荧光有机物芳香结构的分解作用所致。约33%的污水处理厂排水还存在类腐殖质荧光,腐殖化指数高于其他污水处理厂排水。通过平行因子法分解,江阴污水处理厂排水的三维荧光光谱含有2个类蛋白组分(峰位置分别位于225,280/320 nm和230,285/340 nm)和1个类腐殖质组分(峰位置位于240/415 nm)。江阴市主要污水处理厂排水中的类蛋白荧光团可能主要来源于分散剂MF。分散剂MF是一种常见的商品化染料添加剂,能够显著提升还原染料和分散染料等的分散性能。其主要成分为洗油磺化后的甲醛缩合物,难以生化降解。研究发现有助于深入了解江阴市污水处理厂排水中的有机污染物组成特征,对于处理工艺优化和深度处理工艺研发具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 污水处理厂排水 印染废水 溶解性有机物 三维荧光光谱
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长江入海口段水质荧光指纹特征解析 被引量：2
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作者 张毅 刘传旸 +6 位作者 程澄 沈鉴 柴一荻 李芳 陈重军 梅娟 吴静 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3948-3953,共6页
水质荧光指纹技术是近年来新兴的水体污染检测技术,它可以展现水体有机物组成信息,弥补传统常规水质参数的不足。长江入海口段沿江地带是我国的产业密集带,区域内城市化程度高,工业发达,在此区域内,水环境质量变化会直接影响经济发展和... 水质荧光指纹技术是近年来新兴的水体污染检测技术,它可以展现水体有机物组成信息,弥补传统常规水质参数的不足。长江入海口段沿江地带是我国的产业密集带,区域内城市化程度高,工业发达,在此区域内,水环境质量变化会直接影响经济发展和民众身体健康,因此,研究长江入海口段的水质变化具有重要的意义。长江入海口段的pH、电导率、NH_(3)-N、COD_(Mn)、TP、TN和TOC等指标变化趋势不尽相同,但是从电导率、TN、COD_(Mn)、TOC这四个指标,反映出沿着长江入海口段从上游至下游的过程中具有一定的污染积累,尤其在下游的CJ-11和CJ-12采样点,可能受到了较大的污染源影响。从常规指标和TOC的结果并不能直接体现污染信息,只能反映污染总量从上游至下游的增加。长江入海口段水质荧光指纹主要包含三个荧光峰,记作峰A、峰B、峰C,它们的[激发波长,发射波长]分别为[275,335]nm,[230,345]nm和[250,450]nm,其中峰A和峰B荧光强度的变化趋势同步,相关性较高,相关系数为0.9948,表明两峰很可能来自相同污染源。通过水质荧光指纹比对,在长江入海口段CJ-11和CJ-12两点的水质荧光指纹与支流HPJ-1的水质荧光指纹相似度分别达到86%和88%,而与CJ-10的相似度<60%。由此可见,长江入海口段下游水质荧光指纹(CJ-11和CJ-12)发生变化,可能是由支流HPJ汇入长江入海口段造成的。支流HPJ的水质荧光指纹信号与印染行业水质荧光指纹数据库相似度约90%,表明支流HPJ的水质荧光指纹信号可能与当地的印染废水排放有关。基于长江入海口段峰A和峰B的强度与NH_(3)-N浓度呈现良好的线性正相关性(相关系数为0.8855),水质荧光指纹具有作为指示长江入海口段NH_(3)-N浓度的潜力。水质荧光指纹技术可以展现水体有机物质组成和来源,在污染示踪以及水质状况评价方面具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 水质荧光指纹 长江入海口段 有机物 污染源
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吲哚、3-甲基吲哚和L-色氨酸的荧光量子产率和荧光寿命 被引量：1
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作者 宋逸明 沈鉴 +5 位作者 刘传旸 熊秋燃 程澄 柴一荻 王士峰 吴静 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3758-3762,共5页
近年来,三维荧光技术已经成为常用的化学分析技术,但有些结构相近的荧光有机物的三维荧光光谱十分相似,可能导致分析结果错误。因此,如何精准区分具有相似三维荧光光谱的有机物是十分重要且亟待解决的问题。荧光量子产率和荧光寿命是荧... 近年来,三维荧光技术已经成为常用的化学分析技术,但有些结构相近的荧光有机物的三维荧光光谱十分相似,可能导致分析结果错误。因此,如何精准区分具有相似三维荧光光谱的有机物是十分重要且亟待解决的问题。荧光量子产率和荧光寿命是荧光有机物两个重要的光学参数,对于分子结构的差异更灵敏。对吲哚、 3-甲基吲哚和L-色氨酸的三维荧光光谱、荧光量子产率和荧光寿命进行了研究。结果表明,它们的三维荧光光谱都出现两个荧光峰,且荧光峰位置十分接近。吲哚和L-色氨酸的荧光峰大致位于[激发波长,发射波长]=[275, 340~350]和[220, 340~350] nm附近,3-甲基吲哚的荧光峰位于[激发波长,发射波长]=[280, 365]和[225, 365] nm附近。在相同浓度下,三种有机物在激发波长为275~280 nm处的最高荧光强度依次为:吲哚>3-甲基吲哚>L-色氨酸。利用绝对量子产率测量技术测得吲哚、 3-甲基吲哚和L-色氨酸的荧光量子产率分别约为0.264、 0.347和0.145;利用时间相关单光子计数技术测得吲哚、 3-甲基吲哚和L-色氨酸的荧光寿命分别约为4.149、 7.896和2.715 ns。研究表明,荧光寿命和荧光量子产率能区分三维荧光光谱相似的荧光有机物,研究结果在荧光有机物的准确识别上具有重要的价值。 展开更多
关键词 三维荧光光谱 荧光有机物 荧光量子产率 荧光寿命
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