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组合MBR系统处理北运河河水的三维荧光分析

申颖洁 , 廖日红 , 石雪莉 , 刘操 , 黄赟芳 , 吴晓辉 , 黄俊雄 , 战楠

膜科学与技术 doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2010.06.015

在采用三维荧光技术分析组合MBR工程系统处理北运河受污染河水过程中溶解性有机物(DOM)变化的基础上,结合膜组件运行及污染状况、系统对DOC、UVA的去除效果,进行系统对溶解性有机物的去除研究.结果表明,受污染河水DOM中主要的荧光物质有芳香族蛋白质(荧光峰A和B)及类腐殖酸(荧光峰C),其中,A峰与B峰的中心位置分别位于240/380 nm及230/340 nm;经系统处理后,荧光峰的强度降低了21%~59.8%,同时部分芳香族蛋白质的结构也发生了变化.此外,经A段、O段、和膜过滤后的COD、DOC、UVA等值均呈现逐步降低的趋势,且膜的截留作用贡献相对较大.

关键词: 北运河河水 , 三维荧光光谱 , 膜-生物反应器 , 溶解性有机物 , 膜污染

羟基自由基对不同来源溶解性有机质(DOM)的氧化能力

李宁 , 乔显亮 , 刘远 , 周菲

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.07.2014121707

采用总有机碳分析仪、紫外-可见吸收光谱以及荧光激发-发射光谱(EEMs)对5种不同来源DOM与·OH的反应过程进行了表征,以考察DOM来源和类别对其与.OH反应的影响.结果表明,不同来源DOM与·OH的反应能力存在显著差异,陆源DOM比水源DOM表现出更强的反应能力.DOM与·OH的反应表现为准一级动力学,以DOC变化表征的反应速率常数kDOC与DOM的芳香碳/脂肪碳的比值(Ca/Cali)有较好的相关性,说明芳香性碳可能是.OH的优先反应位点.以光吸收参数Abave表征的衰减速率常数与kDOC也表现出良好的相关性.因来源与类别的差异,不同DOM不仅初始的EEMs存在差别,而且-OH氧化过程中EEMs的变化也表现出显著的不同.

关键词: 溶解性有机质 , 羟基自由基 , 总有机碳 , 吸收光谱 , 三维荧光光谱

基于三维荧光光谱技术的多组分分析浓度校准方法研究

李宏斌 , 刘文清 , 王志刚 , 张玉钧 , 赵南京 , 司马伟昌 , 陈东

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2007.03.006

水体中污染物质在受到光激发时,不仅发出荧光,而且对荧光具有吸收作用,因此在应用荧光光谱定量分析水体多种污染成分时,导致分析结果不够准确.结合三维荧光光谱技术和PARAFAC算法,提出了一种用于多组分分析的非线性浓度校准模型,通过标样数据估计物质之间对荧光的吸收校准参数,应用于浓度反演中.实验结果表明,运用这种非线性的浓度校准模型可以改善多组分分析的性能,提高分析精度.

关键词: 光谱学 , 三维荧光光谱 , 多组分分析 , PARAFAC算法

甘草酸二铵与牛血清白蛋白相互作用的光谱

袁道琴 , 冯素玲 , 崔凤灵

应用化学 doi:10.3969/j.issn.1000-0518.2009.08.009

在模拟人体生理条件下,用常规荧光光谱和紫外-可见吸收光谱研究了甘草酸二铵与牛血清白蛋白之间的相互作用,并利用同步荧光光谱及三维荧光光谱探讨了甘草酸二铵对牛血清白蛋白构象的影响.荧光光谱表明,甘草酸二铵对牛血清白蛋白具有荧光猝灭作用.根据不同温度下的荧光猝灭数据和紫外示差图谱证实,甘草酸二铵对BSA的荧光猝灭为动态猝灭过程.根据Frster非辐射能量转移理论计算了甘草酸二铵与牛血清白蛋白相互作用时,其给体-受体间的最近距离(r=2.28 nm)和能量转移效率(E=0.05);研究了常温下几种金属离子对该相互作用体系的影响.

关键词: 甘草酸二铵 , 牛血清白蛋白 , 荧光光谱 , 紫外吸收光谱 , 同步荧光光谱 , 三维荧光光谱

一种缩氨基硫脲类衍生物探针测定生物样品中的蛋白质含量

耿韶光 , 江晓莹 , 崔凤灵 , 时蕾

应用化学 doi:10.3724/SP.J.1095.2013.20312

在Tris-HC1缓冲溶液体系中(pH=7.4),研究了1,4-二羟基-2-甲酰基-9,10-蒽醌缩对甲氧基苯基氨基硫脲(EN)与人血清白蛋白(HSA)体系的荧光猝灭光谱和三维荧光光谱,证明EN与HSA可以发生相互作用,使人血清白蛋白的疏水微环境的极性以及构象发生变化.考察了Δλ值、反应介质和离子强度等因素对体系同步荧光光谱特征及强度的影响.在此基础上,建立了以EN为分子探针,运用固定波长同步荧光光谱法测定生物样品中的蛋白质含量的方法.在最佳实验条件下,体系同步荧光强度与HSA在1.380~165.6 mg/L范围内呈良好的线性关系.对11份空白溶液进行平行测定,检出限达到0.414 mg/L,相对标准偏差为1.52%.运用此方法对血清、唾液、尿液进行了加标回收实验,回收率在98.4%~105%.且同步荧光光谱法测定结果与考马斯亮蓝法基本一致.

关键词: 蒽醌缩对甲氧基苯基氨基硫脲 , 人血清白蛋白 , 三维荧光光谱 , 同步荧光光谱

用三维荧光和红外技术分析好氧颗粒污泥形成初期胞外聚合物的变化

王晓慧 , 刘永军 , 刘喆 , 邢超 , 杨月乔

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2016.01.2015082901

为了研究聚合氯化铝( PAC)的投加在好氧颗粒污泥培养初期的作用,本研究分别在污泥培养的第1—7天(R1)和第8—14天(R2)投加PAC,并采用三维荧光光谱(3D-EEM)和傅立叶红外光谱(FTIR)技术分析好氧颗粒污泥形成初期胞外聚合物( EPS)各组分的含量及变化规律.结果表明,PAC投加时间推迟后,污泥沉降性能良好,且反应器中胞外聚合物和蛋白质含量明显增多,松散附着的EPS( LB-EPS)中蛋白含量变化趋势明显,多糖含量保持在较小范围内波动,与溶解性胞外聚合物( S-EPS)和紧密黏附的胞外聚合物( TB-EPS)相比较,LB-EPS和污泥颗粒化有密切关系;三维荧光光谱分析结果显示,R2中荧光类蛋白物质(峰A和峰B)强度均大于R1,而腐殖酸类物质(峰C)强度小于R1,说明A和B这两种荧光类蛋白物质在微生物聚集体形成过程中的作用更加重要;红外光谱表明,1636 cm-1、1654 cm-1分别属于蛋白质二级结构中CO伸长振动引起的,分别存在于S-EPS和LB-EPS、TB-EPS中,且在投加PAC的时间推迟后1654 cm-1处的吸收峰吸收较弱,和三维荧光分析共同表明LB-EPS中的蛋白类物质是好氧颗粒污泥形成初期加入PAC进行强化造粒的核心原因之一.

关键词: 好氧颗粒污泥 , 胞外聚合物 , 三维荧光光谱 , 红外光谱

荧光光谱结合多元统计分析太子河本溪段水体DOM组成及其与水质相关性

钱锋 , 吴婕赟 , 于会彬 , 孔令昊 , 张美 , 何孟常

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2016.10.2016012503

激发-发射矩阵荧光光谱法结合多元统计研究溶解性有机物(DOM)在太子河本溪城市段的组分和结构,并揭示其与水质的相关性.沿太子河本溪城市段共设置7个采样点.结果表明,太子河本溪城市段的水质已深受人类活动的影响;基于DOM荧光光谱性质,DOM的组分为类酪氨酸、类色氨酸,类溶解性微生物副产品、类黄腐酸和类腐殖酸物质,其中类蛋白物质在DOM中占主导地位;在工业废水集中排放区域,Fe3+、Mn2+等重金属对类腐殖质荧光产生了猝灭作用,并且该区域的DOM腐殖化程度高于其他区域;太子河本溪城市段水体中DOM组成与结构呈现城市河段及工业废水排放分布特征,DOM主要来源于城市段处理和未处理的工业废水.

关键词: 三维荧光光谱 , 多元统计 , 溶解性有机污染物 , 水质 , 城市河流

北京市部分地区降雪中溶解性有机物的光谱性能表征

王朝阳 , 赵晨 , 欧佳奇 , 崔京蕊 , 王崇臣 , 李俊奇

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2016.11.2016032305

为了解降雪中溶解性有机物( DOM)的特征,采集了北京市不同地区两场降雪,对降雪样品中的DOM进行了紫外?可见光谱、三维荧光光谱、同步荧光光谱表征。结果表明,不同区域降雪中溶解性有机碳( DOC)浓度变化规律不同,这可能与降雪所在区域的下垫面性质不同有关;降雪样品中DOM的芳香性和分子量较低,含有类色氨酸、类富里酸和类蛋白质类物质,腐殖化程度较低,受生物过程影响较大;同步荧光光谱表明,DOM为类蛋白类物质和芳香性化合物,其中存在苯环和具有共轭系统的多环芳烃,含有少量胡敏酸类物质。研究降雪中DOM光谱性质将有助于进一步研究DOM与共存污染物之间的相互作用,为有效利用降雪提供基础性数据。

关键词: 溶解性有机物 , 溶解性有机碳 , 紫外-可见光谱 , 三维荧光光谱 , 同步荧光光谱

丹江口水库表层沉积物有色可溶性有机物空间分布特征及其来源分析

冯可心 , 李永峰 , 姜霞 , 王书航 , 赵丽 , 陈俊伊 , 李佳璐

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2016.02.2015090102

利用三维荧光光谱(Excitation-emission matrices,EEMs)与平行因子分析模型(Parallel factor analysis,PARAFAC)技术研究丹江口水库表层沉积物有色可溶性有机物(Chromophoric dissolved organic matter,CDOM)荧光组分、空间分布特征和来源,以及不同组分荧光强度与其它沉积物指标的相关性.结果表明,丹江口水库37个采样点CDOM由3类5个荧光组分组成,即类蛋白组分C1(285/345 nm)和C2(225,270/335 nm);陆源类腐殖质组分C3(260/450 nm)和C4(360/450 nm)及自生源类腐殖质组分C5(225,310/405 nm).其中代表类蛋白组分的C1和C2占较高比例,占总荧光强度的百分比的平均值为46.37%,C3与C4和C5占总组分的比例平均值分别为34.33%和19.31%.空间分布上3种荧光峰高值都集中在汉江的入湖河口处及丹江库区居民较多的城镇处,且呈现河流大于库区的趋势.荧光指数(FI)、腐殖化指数(HIX)和生物源指数(BIX)都表明丹江口水库沉积物CDOM的来源具有陆源及生物源的双重特征,陆源主要来源于汉江干流和周边城市居民的活动,以及部分区域农业畜禽养殖;生物源主要来自微生物及藻类的降解.相关性分析说明沉积物CDOM与N、P元素的迁移和转化有密切的关系.

关键词: 丹江口水库 , 有色可溶性有机物 , 表层沉积物 , 三维荧光光谱 , 平行因子分析

浮水植物处理对猪场污水中可溶性有机物组成的影响

李磊 , 刘明 , 李燕丽 , 刘佳 , 李忠佩

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2016.05.2015121201

采集江西省余江县规模化猪场污水,选取青萍(Lemna minor)、紫背浮萍(Spriodela polyrrhiza)和大藻(Pistia stratiotes)等3种浮水植物分别进行处理.通过布置4个半月的温室试验,研究浮水植物处理对污水中可溶性有机物(Dissolved organic matter,DOM)组成及其荧光特性的影响.在试验过程中,定期采样监测污水中可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、总氮(Total nitrogen,TN)和总磷(Total phosphorus,TP)去除效率的变化.试验结束后,收获浮水植物并测定其生物量、TN和TP浓度,以及叶绿素含量.同时,基于三维同步荧光和平行因子分析方法,对污水中DOM组分进行识别和分析.结果表明,浮萍科植物的生物量倍增时间更短,而大藻生物量和养分日累积量更大.随着培养天数的增加,浮水植物处理污水中DOC、TN和TP去除率分别达到75%、90%和80%以上,且明显高于对照处理.在猪场污水中,DOM组分主要包括一个类蛋白质组分和两个类腐殖质组分;培养初期,猪场污水以类蛋白质组分为主.随着试验天数的增加,类蛋白质组分比例呈显著降低的趋势,而类腐殖质组分逐渐增加.与对照相比,种植浮水植物显著降低污水中类蛋白质组分比例,而提高类腐殖质组分比例.此外,浮水植物处理显著降低污水DOM的新鲜度指数,而增加微生物性来源类腐殖质组分的比例.综上,浮水植物在改善猪场污水中有机养分去除效率的同时,提高了DOM组分的腐殖化程度.

关键词: 猪场污水 , 浮水植物 , 可溶性有机物 , 三维荧光光谱 , 平行因子分析

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