特大型界湖—兴凯湖(中国境内)有色可溶性有机物来源与组成特征

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界湖基本都存在环境纠纷问题,在水资源保护、水质恢复、水量储存利用等方面存在较多难题。兴凯湖是乌苏里江流域最大的淡水湖泊、我国面积最大的国际界湖,世界上少有的面积广阔、生态完好、物种多样的湿地之一。近年来人们对兴凯湖及周边资源的开发利用导致兴凯湖水质整体较差,且水体富营养化现象严重,水华现象频发。对兴凯湖湖开展有色可溶性有机物(CDOM) 的来源与组成特征研究对该湖水质保护具有非常重要的意义。本文运用光谱吸收与三维荧光-平行因子分析(EEMs-PARAFAC)分析了兴凯湖CDOM吸收、荧光光谱特征以及荧光组分与主要水质参数的相关性,以探究兴凯湖CDOM来源组成特征。结果表明:(1)平行因子分析法解析CDOM三维荧光图谱,得到陆源类腐殖质C1、微生物作用类腐殖质C2、类酪氨酸C3和类色氨酸C4。(2)兴凯湖中陆源类腐殖质C1能较好反演DOC、TN浓度变化,且在富营养化更强的小兴凯湖中反演效果更好。(3)吸收系数a254、荧光峰积分比值IC:IT、光谱斜率S275-295、DOC与C1-C2、C4在兴凯湖中线性拟合程度均较好,与C1的相关性尤为好,这意味着陆源类腐殖质是兴凯湖CDOM库的主要贡献者,入湖河流输入是兴凯湖CDOM的重要来源之一。小兴凯湖DOC、a254均极显著高于大兴凯湖,说明小兴凯湖的CDOM丰度要高于大兴凯湖。小兴凯湖CDOM的IC:IT、C1-C2和C4的值均极显著大于大兴凯湖(t-test, P<0.001),小兴凯湖S275-295与光谱斜率比值SR均极显著小于大兴凯湖,小兴凯湖PC1得分均值显著高于大兴凯湖品,意味着相较于大兴凯湖而言,小兴凯湖CDOM陆源输入信号更强烈,腐殖质化程度更高,亦即河流输入、农业面源污染导致小兴凯湖CDOM腐殖质化程度升高,且这一部分CDOM分子量较大,应加强兴凯湖流域中生态渔业、生态农业、生态旅游、农田退水等的河流污染源排放的控制管理。此外应多开展此类研究将界湖带入到大众视野,有针对性的解决界湖存在的水安全问题。
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