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周起超课题组在利用溶解性有机物光谱指示高原湖泊水质上取得新进展
发布日期:2023-12-06 作者:杨炫

近日,我院周起超课题组联合中国科学院南京地理与湖泊研究所周永强博士等国内外学者,站位区域尺度提出并验证了溶解性有机物(DOM)光谱特性对高原湖泊CODMnBOD5的指示能力,相关成果以“Optical measurements of dissolved organic matter as proxies for CODMn and BOD5 in plateau lakes”为题发表于生态环境领域知名期刊Environmental Science and Ecotechnology(中科院一区TOPIF=12.6

有机污染物在水环境中大量耗氧,在水处理中易形成致癌性副消毒产物,直接威胁着水生态系统健康和人类饮用水安全,而实现水体有机污染的有效监测是对其进行科学防治的前提。当前,化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)等传统的有机污染检测方法存在耗时长、误差大或二次污染风险等问题。DOM作为水体有机物的一类重要成分,其光谱测量具有快速简便及环境友好的特点,还能提供有机物的来源组成等信息,在理论上具有指示CODBOD的潜力。为此,该研究基于20172018年采集的云贵高原68个湖泊共271个样品进行分析,发现利用DOM吸收系数和荧光组分可有效指示(预测)水体CODMnBOD5的变化,且多元线性回归模型优于一元模型,并利用2014‒2016年采集的云贵高原6个湖泊的独立数据集和2021年开展的模拟试验进行了验证,有助于发展基于DOM光谱技术的水质(代用指标)实时监测与评价。此外,该研究发现雨季DOM光谱特性对CODMnBOD5的指示能力优于旱季,中营养湖泊中的指示能力优于贫营养和富营养湖泊,生活污水中对BOD5的指示能力优于森林土壤淋溶液(对CODMn的指示能力相当),且区域尺度的结果不完全适用于单个湖泊,意味着在实际应用中需考虑水文时期、湖泊营养状态及不同来源水体的差异,亦需关注有关推算模型的本地化。

我校2019级环境工程专业硕士研究生杨炫为该论文的第一作者,周永强副研究员和周起超研究员为共同通讯作者;参与研究的还有我校2021级硕士研究生杨晓莹(资源与环境专业)、张虎才教授,中国科学院南京地理与湖泊研究所张运林研究员,美国佛罗里达州立大学Robert G.M. Spencer教授、澳大利亚阿德莱德大学Justin D. Brookes教授和丹麦奥胡斯大学Erik Jeppesen教授。该研究获云南省科技计划项目(No. 202103AC100001)、国家自然科学基金项目(Nos. 42322104, 42071131)和国家重点研发计划课题(No. 2017YFA0605202)等的联合资助。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.ese.2023.100326