典型北方城市水系不同区域DOM分布特征及环境响应

来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：

作者：石琨,赵宇婷,武辰彬,崔楚凝,李彦杰,周石磊

单位：河北科技大学建筑工程学院石家庄 050018,河北科技大学环境科学与工程学院 河北省污染防治生物技术实验室, 石家庄 050018,河北科技大学环境科学与工程学院 河北省污染防治生物技术实验室, 石家庄 050018,河北科技大学环境科学与工程学院 河北省污染防治生物技术实验室, 石家庄 050018,河北科技大学环境科学与工程学院 河北省污染防治生物技术实验室, 石家庄 050018,河北科技大学建筑工程学院石家庄 050018,河北科技大学环境科学与工程学院 河北省污染防治生物技术实验室, 石家庄 050018

摘要：为探索北方城市不同区域水体中溶解性有机质（DOM）来源信息及成分特征,以河北省石家庄城市水系为例,使用紫外-可见光谱（UV-vis）和三维荧光平行因子分析（EEM-PARAFAC）解释了不同区域水体DOM的光学参数、不同组分的丰度及占比状况. 结果表明：①上游NO₃--N、NO₂--N、NH₄+-N、TN、TP和COD的浓度显著低于城市水体和下游（P<0.01）,且水体流入城市后富营养化TSI_M升高. ②紫外参数a₂₅₄表明,水体在流入城市后DOM的浓度显著升高（P<0.001）,E₂/E₃显示不同区域水体DOM相对分子质量大小为：上游<城市水体<下游,且不同区域水体DOM的S_R>1,表明石家庄市DOM的来源主要为内源输入. ③水体DOM共解析出3种荧光组分,分别为C1类富里酸（可见光区富里酸）、C2类蛋白（色氨酸）和C3长波类腐殖质,上游与城市水体以类蛋白组分为主（C2）, 而下游类腐殖质（C1+C3）占比较高（80.1%）,且PCA分析表明不同区域水体DOM呈现显著的空间分布差异,荧光参数显示不同区域水体DOM的S_R>1、FI>1.8,HIX<4,表明水体DOM呈现出低腐殖化,强自生源的特征. ④城市上游和下游水体中C1与C3呈显著相关（P<0.01）,城市水体中C1、C2和C3均显著相关（P<0.01）,另外C1与C3在不同区域水体中均与NO₃--N呈现出显著相关性,RDA结果显示NO₂--N、TDN、TDP和COD主要影响DOM的空间分布. 综上,城市多重压力作用对流经水系的DOM光谱性质存在显著影响.

关键词：城市水系,溶解有机质（DOM）,紫外-可见光谱（UV-vis）,三维荧光光谱,平行因子分析（PARAFAC）,冗余分析（RDA）,