光谱技术在沉积物有机质组成结构表征及源解析中的应用研究
发布时间：2021-05-21 12:26
本研究旨在利用光谱技术表征湖泊沉积物有机质,结合多种统计学方法,分析其组成结构及来源特征,对比不同光谱技术在表征沉积物有机质中的适用性,以期为污染溯源和污染控制提供参考。根据乌梁素海区域分布特点,从北至南分别采集了020 cm的沉积物样品,测定沉积物营养盐指标、有机质的三维荧光光谱（3DEEMs）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）以及傅里叶变换红外光谱（FTIR）。利用光谱指数、平行因子（PARAFAC）、二维相关光谱（2D-COS）多种数理统计方法,得出结论如下:（1）基于营养盐指标及协变分析,湖区沉积物营养盐含量较高,湖区北部碳（C）、氮（N）元素含量较高,南部磷（P）元素含量较高,湖心区富营养化严重,C与N同源性较强,与P同源性较弱。（2）基于3DEEMs分析,沉积物兼具生物源性与陆源性,主要由微生物代谢产物、类蛋白、类腐殖酸物质组成,各荧光物质在空间分布上具有规律性。随着沉积物深度增加,高激发波长荧光物质逐步向低激发波长的物质转化。（3）基于UV-Vis分析,沉积物腐殖化程度较高,分子缩合度大,北部含有木质素磺酸物质,南部木质素含量高,表层沉积物芳香化程...
【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
缩略语表
引言
0.1 研究背景
0.1.1 沉积物有机质
0.1.2 光谱技术
0.2 国内外研究现状
0.2.1 国外研究进展
0.2.2 国内研究进展
0.3 研究目的及内容
0.3.1 研究目的
0.3.2 研究内容
0.3.3 创新点
0.3.4 技术路线图
第1章 实验材料与方法
1.1 采样区概况
1.1.1 自然地理及社会经济
1.1.2 湖泊污染现状
1.1.3 流域污染源统计
1.2 采样点与样品采集
1.3 实验试剂与仪器
1.4 实验方法
1.4.1 营养盐测定
1.4.2 有机质提取
1.4.3 光谱技术检测
1.4.4 数据分析方法
第2章 营养盐空间分布与协变分析
2.1 营养盐空间分布特征
2.2 C、N、P协变分析
2.2.1 C、N协变
2.2.2 C、P协变
2.2.3 N、P协变
2.3 本章小结
第3章 3DEEMs光谱特征与组成分析
3.1 光谱特征分析
3.1.1 DOM光谱特征
3.1.2 腐殖酸光谱特征
3.1.3 固体表面光谱特征
3.2 多元统计分析
3.2.1 HCA
3.2.2 光谱指数
3.2.3 CART
3.2.4 2D-COS
3.3 本章小结
第4章 UV-Vis光谱特征与结构分析
4.1 光谱特征分析
4.2 UV-Vis指数分析
4.2.1 SUVA254nm
4.2.2 吸光度比值
4.2.3 面积积分比值
4.2.4 指数相关性分析
4.3 本章小结
第5章 FTIR光谱特征与官能团解析
5.1 光谱特征分析
5.2 官能团解析
5.2.1 官能团种类
5.2.2 FTIR指数
5.3 本章小结
第6章 有机质来源综合解析及治理建议
6.1 有机质来源综合解析
6.1.1 组成结构PCA分析
6.1.2 空间PCA分析
6.2 沉积物污染源管控
6.2.1 陆源污染控制对策
6.2.2 生物源治理方案
6.3 沉积物治理与资源化利用方案
6.4 本章小结
第7章 光谱技术对沉积物源解析的适用性分析
7.1 信息全面性对比
7.2 溯源精准度对比
7.3 操作实用性对比
7.4 本章小结
第8章 结论与展望
8.1 结论
8.2 不足与展望
致谢
参考文献
附录 A 各样品DOM3DEEMS
附录 B 各样品富里酸3DEEMs
附录 C 各样品胡敏酸3DEEMs
附录 D 各样品固体表面3DEEMs
攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]渤海龙口湾沉积物中烃类物质的分布特征、来源解析及风险评价[J]. 邹艳梅,李沅蔚,纪灵,杨国华,赵世钦,王传远. 环境科学研究. 2020(09)
[2]应用固体表面三维荧光技术研究湖泊底泥有机质组成与结构特征[J]. 韩秀,宋永会,张广彩,言宗骋,靳方园,于会彬. 光谱学与光谱分析. 2020(02)
[3]同步荧光结合主成分与二维相关研究盐碱性土溶解性有机质组成与结构特征[J]. 陈营营,郑昭佩,杨芳,白杨,于会彬. 光谱学与光谱分析. 2020(02)
[4]蘑菇湖沉积物间隙水溶解性有机质紫外可见光谱研究[J]. 言宗骋,高红杰,郭旭晶,王思宇,于会彬,信欣. 环境工程技术学报. 2019(06)
[5]东营港附近排水湿地土壤全氮和微生物量氮的含量和储量[J]. 余璐,白军红,于子博,张光亮,贾佳,张树岩. 湿地科学. 2019(05)
[6]乌梁素海水体营养状态季节性变化特征研究[J]. 杜丹丹,李畅游,史小红,赵胜男,全栋,杨朝霞. 干旱区资源与环境. 2019(12)
[7]淀山湖沉积物PAHs季节分布与风险度指数评价[J]. 杜威宁,刘敏,朱俊敏,杨静,魏昕怡. 中国环境科学. 2019(09)
[8]2006—2017年乌梁素海夏季水体营养状态及影响因子[J]. 全栋,史小红,赵胜男,张生,刘晶晶. 湖泊科学. 2019(05)
[9]山东省周村水库季节演替中沉积物上覆水溶解性有机物的紫外—可见与三维荧光光学特征[J]. 周石磊,孙悦,张艺冉,战江,王函,黄廷林,丛海兵,崔建升,李再兴. 湖泊科学. 2019(05)
[10]鄱阳湖湖口-长江段沉积物中微塑料与重金属污染物的赋存关系[J]. 李文华,简敏菲,刘淑丽,江玉梅,邓艳彬,朱琳. 环境科学. 2020(01)
博士论文
[1]高原湖泊沉积物有机碳、氮来源与表征[D]. 程庆霖.华东师范大学 2014
[2]乌梁素海重金属环境地球化学特征及其存在形态数值模拟分析[D]. 赵胜男.内蒙古农业大学 2013
[3]内蒙古乌梁素海湖水及底泥营养元素和重金属污染及其环境效应研究[D]. 赵锁志.中国地质大学（北京） 2013
[4]内蒙古乌梁素海水质动态数值模拟研究[D]. 李兴.内蒙古农业大学 2009
硕士论文
[1]乌梁素海流域近50年来气候变化特征分析及其对水文水质的影响[D]. 康健.河北工程大学 2016
[2]乌梁素海沉积物中汞砷的分布特征及环境风险评价[D]. 马红.内蒙古农业大学 2016
[3]三峡库区典型农业小流域溶解性有机质（DOM）的地球化学特征分析[D]. 王齐磊.西南大学 2016
[4]白塔堡河营养盐及水溶性机物的空间分布、来源、迁移及相互作用研究[D]. 杨楠.西安建筑科技大学 2014
[5]合成食品色素赤藓红、新红和靛蓝的光谱特性研究[D]. 马超群.江南大学 2011
[6]乌梁素海沉积物污染特征及营养盐释放规律试验研究[D]. 张晓晶.内蒙古农业大学 2010
[7]纳米金属胶体的制备及其表面光谱学特性研究[D]. 杜勇.首都师范大学 2003
本文编号：3199704
【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
缩略语表
引言
0.1 研究背景
0.1.1 沉积物有机质
0.1.2 光谱技术
0.2 国内外研究现状
0.2.1 国外研究进展
0.2.2 国内研究进展
0.3 研究目的及内容
0.3.1 研究目的
0.3.2 研究内容
0.3.3 创新点
0.3.4 技术路线图
第1章 实验材料与方法
1.1 采样区概况
1.1.1 自然地理及社会经济
1.1.2 湖泊污染现状
1.1.3 流域污染源统计
1.2 采样点与样品采集
1.3 实验试剂与仪器
1.4 实验方法
1.4.1 营养盐测定
1.4.2 有机质提取
1.4.3 光谱技术检测
1.4.4 数据分析方法
第2章 营养盐空间分布与协变分析
2.1 营养盐空间分布特征
2.2 C、N、P协变分析
2.2.1 C、N协变
2.2.2 C、P协变
2.2.3 N、P协变
2.3 本章小结
第3章 3DEEMs光谱特征与组成分析
3.1 光谱特征分析
3.1.1 DOM光谱特征
3.1.2 腐殖酸光谱特征
3.1.3 固体表面光谱特征
3.2 多元统计分析
3.2.1 HCA
3.2.2 光谱指数
3.2.3 CART
3.2.4 2D-COS
3.3 本章小结
第4章 UV-Vis光谱特征与结构分析
4.1 光谱特征分析
4.2 UV-Vis指数分析
4.2.1 SUVA254nm
4.2.2 吸光度比值
4.2.3 面积积分比值
4.2.4 指数相关性分析
4.3 本章小结
第5章 FTIR光谱特征与官能团解析
5.1 光谱特征分析
5.2 官能团解析
5.2.1 官能团种类
5.2.2 FTIR指数
5.3 本章小结
第6章 有机质来源综合解析及治理建议
6.1 有机质来源综合解析
6.1.1 组成结构PCA分析
6.1.2 空间PCA分析
6.2 沉积物污染源管控
6.2.1 陆源污染控制对策
6.2.2 生物源治理方案
6.3 沉积物治理与资源化利用方案
6.4 本章小结
第7章 光谱技术对沉积物源解析的适用性分析
7.1 信息全面性对比
7.2 溯源精准度对比
7.3 操作实用性对比
7.4 本章小结
第8章 结论与展望
8.1 结论
8.2 不足与展望
致谢
参考文献
附录 A 各样品DOM3DEEMS
附录 B 各样品富里酸3DEEMs
附录 C 各样品胡敏酸3DEEMs
附录 D 各样品固体表面3DEEMs
攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]渤海龙口湾沉积物中烃类物质的分布特征、来源解析及风险评价[J]. 邹艳梅,李沅蔚,纪灵,杨国华,赵世钦,王传远. 环境科学研究. 2020(09)
[2]应用固体表面三维荧光技术研究湖泊底泥有机质组成与结构特征[J]. 韩秀,宋永会,张广彩,言宗骋,靳方园,于会彬. 光谱学与光谱分析. 2020(02)
[3]同步荧光结合主成分与二维相关研究盐碱性土溶解性有机质组成与结构特征[J]. 陈营营,郑昭佩,杨芳,白杨,于会彬. 光谱学与光谱分析. 2020(02)
[4]蘑菇湖沉积物间隙水溶解性有机质紫外可见光谱研究[J]. 言宗骋,高红杰,郭旭晶,王思宇,于会彬,信欣. 环境工程技术学报. 2019(06)
[5]东营港附近排水湿地土壤全氮和微生物量氮的含量和储量[J]. 余璐,白军红,于子博,张光亮,贾佳,张树岩. 湿地科学. 2019(05)
[6]乌梁素海水体营养状态季节性变化特征研究[J]. 杜丹丹,李畅游,史小红,赵胜男,全栋,杨朝霞. 干旱区资源与环境. 2019(12)
[7]淀山湖沉积物PAHs季节分布与风险度指数评价[J]. 杜威宁,刘敏,朱俊敏,杨静,魏昕怡. 中国环境科学. 2019(09)
[8]2006—2017年乌梁素海夏季水体营养状态及影响因子[J]. 全栋,史小红,赵胜男,张生,刘晶晶. 湖泊科学. 2019(05)
[9]山东省周村水库季节演替中沉积物上覆水溶解性有机物的紫外—可见与三维荧光光学特征[J]. 周石磊,孙悦,张艺冉,战江,王函,黄廷林,丛海兵,崔建升,李再兴. 湖泊科学. 2019(05)
[10]鄱阳湖湖口-长江段沉积物中微塑料与重金属污染物的赋存关系[J]. 李文华,简敏菲,刘淑丽,江玉梅,邓艳彬,朱琳. 环境科学. 2020(01)
博士论文
[1]高原湖泊沉积物有机碳、氮来源与表征[D]. 程庆霖.华东师范大学 2014
[2]乌梁素海重金属环境地球化学特征及其存在形态数值模拟分析[D]. 赵胜男.内蒙古农业大学 2013
[3]内蒙古乌梁素海湖水及底泥营养元素和重金属污染及其环境效应研究[D]. 赵锁志.中国地质大学（北京） 2013
[4]内蒙古乌梁素海水质动态数值模拟研究[D]. 李兴.内蒙古农业大学 2009
硕士论文
[1]乌梁素海流域近50年来气候变化特征分析及其对水文水质的影响[D]. 康健.河北工程大学 2016
[2]乌梁素海沉积物中汞砷的分布特征及环境风险评价[D]. 马红.内蒙古农业大学 2016
[3]三峡库区典型农业小流域溶解性有机质（DOM）的地球化学特征分析[D]. 王齐磊.西南大学 2016
[4]白塔堡河营养盐及水溶性机物的空间分布、来源、迁移及相互作用研究[D]. 杨楠.西安建筑科技大学 2014
[5]合成食品色素赤藓红、新红和靛蓝的光谱特性研究[D]. 马超群.江南大学 2011
[6]乌梁素海沉积物污染特征及营养盐释放规律试验研究[D]. 张晓晶.内蒙古农业大学 2010
[7]纳米金属胶体的制备及其表面光谱学特性研究[D]. 杜勇.首都师范大学 2003
本文编号：3199704
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