城市水體作為獨特的自然景觀(guān)為城市居民生活，水生態(tài)平衡，經(jīng)濟及工商業(yè)發(fā)展提供多種功能性服務(wù)。近年來(lái)，隨著(zhù)我國城市人口和經(jīng)濟的快速增長(cháng)，各大中城市建成區面積迅速擴大，陸源人為干擾活動(dòng)加劇，城市水體的承載力遠超負荷，水體污染及富營(yíng)養問(wèn)題嚴峻，嚴重影響城市水體生態(tài)健康和流域居民的生活質(zhì)量。溶解性有機物（DOM）作為水體中一種極其復雜的混合物，通常用于表征水生生態(tài)系統中有機質(zhì)的含量、水質(zhì)狀況及水體所受內外源的影響。因此，針對城市水體開(kāi)展DOM濃度及組分的時(shí)空變化研究迫在眉睫，以期闡釋人類(lèi)活動(dòng)及城市擴張對水體DOM的影響機制。  

　　由于DOM的組分復雜且難以分離，目前多使用光譜代理參數如某波段的吸收系數a_CDOM(440)、光譜斜率S_275-295、M值及特征吸收SUVA（254）來(lái)表征其濃度，指示其來(lái)源、芳香性和分子量大小。近年來(lái)，隨著(zhù)三維熒光技術(shù)（EEMs）及其譜圖識別技術(shù)的發(fā)展，為識別DOM組分開(kāi)辟了新思路。先后出現了尋峰法、平行因子法（PARAFAC）、面積積分法（FRI）來(lái)識別DOM的組分并確定其來(lái)源。因此，中國科學(xué)院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所水環(huán)境遙感學(xué)科組的科研人員自2015年至2018年長(cháng)達四年時(shí)間，定點(diǎn)監測采集了長(cháng)春市區內15個(gè)城市水體及8個(gè)周邊非城市水體，共計獲取398個(gè)實(shí)測DOM數據，借助三維熒光及平行因子技術(shù)對比分析了城市水體DOM的光學(xué)及組分特征，追溯了其來(lái)源，同時(shí)研究了DOM的年內季節變化及年際變化。研究結果表明，城市水體和非城市水體DOM均受陸源輸入影響較大，其中城市水體水質(zhì)較差多呈現富營(yíng)養化，且城市水體DOM濃度明顯高于非城市水體（11.12 ± 5.36 mg L^-1 > 7.46 ± 2.62 mg L^-1），其蛋白類(lèi)組分豐度也明顯高于非城市水體（26% > 21.3%）。此外，我們還發(fā)現DOM在夏季具有較高濃度由于其強降雨和藻類(lèi)生長(cháng)的雙重作用，且隨著(zhù)城市建成區面積的擴張DOM濃度也略有升高，這些發(fā)現填補了城市范圍內水-陸相互作用下的DOM特征及變化研究的空白，也說(shuō)明城市水體受到人為因素干擾已日趨惡化，在此呼吁廣大居民應提高環(huán)保意識，守護我們的藍天綠水，同時(shí)本研究也為城市水環(huán)境監測和管理提供了技術(shù)支撐。  

　　該研究成果發(fā)表在國際期刊Chemosphere上，中國科學(xué)院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所博士研究生呂麗麗為第一作者，宋開(kāi)山研究員為通訊作者。  

　　該研究得到了國家重點(diǎn)計劃課題（2019YFC0409105）和國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目（41730104）等共同資助。  

圖1.三維熒光平行因子法識別的DOM組分及其在城市和非城市水體中的分布 

圖2. 城市水體DOM的組分、濃度的年內季節變化及年際變化 

　　論文信息如下：  

　　Lili Lyu, Ge Liu, Yingxin Shang, Zhidan Wen, Junbin Hou,Kaishan Song*. Characterization of Dissolved Organic Matter (DOM) in an urbanized watershed using spectroscopic analysis. Chemosphere, 2021, 130210.

　　鏈接：https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.130210