城市水体作为独特的自然景观为城市居民生活，水生态平衡，经济及工商业发展提供多种功能性服务。近年来，随着我国城市人口和经济的快速增长，各大中城市建成区面积迅速扩大，陆源人为干扰活动加剧，城市水体的承载力远超负荷，水体污染及富营养问题严峻，严重影响城市水体生态健康和流域居民的生活质量。溶解性有机物（DOM）作为水体中一种极其复杂的混合物，通常用于表征水生生态系统中有机质的含量、水质状况及水体所受内外源的影响。因此，针对城市水体开展DOM浓度及组分的时空变化研究迫在眉睫，以期阐释人类活动及城市扩张对水体DOM的影响机制。
由于DOM的组分复杂且难以分离，目前多使用光谱代理参数如某波段的吸收系数aCDOM(440)、光谱斜率S275-295、M值及特征吸收SUVA（254）来表征其浓度，指示其来源、芳香性和分子量大小。近年来，随着三维荧光技术（EEMs）及其谱图识别技术的发展，为识别DOM组分开辟了新思路。先后出现了寻峰法、平行因子法（PARAFAC）、面积积分法（FRI）来识别DOM的组分并确定其来源。因此，中国科学院东北地理与农业生态研究所水环境遥感学科组的科研人员自2015年至2018年长达四年时间，定点监测采集了长春市区内15个城市水体及8个周边非城市水体，共计获取398个实测DOM数据，借助三维荧光及平行因子技术对比分析了城市水体DOM的光学及组分特征，追溯了其来源，同时研究了DOM的年内季节变化及年际变化。研究结果表明，城市水体和非城市水体DOM均受陆源输入影响较大，其中城市水体水质较差多呈现富营养化，且城市水体DOM浓度明显高于非城市水体（11.12 ± 5.36 mg L-1 > 7.46 ± 2.62 mg L-1），其蛋白类组分丰度也明显高于非城市水体（26% > 21.3%）。此外，我们还发现DOM在夏季具有较高浓度由于其强降雨和藻类生长的双重作用，且随着城市建成区面积的扩张DOM浓度也略有升高，这些发现填补了城市范围内水-陆相互作用下的DOM特征及变化研究的空白，也说明城市水体受到人为因素干扰已日趋恶化，在此呼吁广大居民应提高环保意识，守护我们的蓝天绿水，同时本研究也为城市水环境监测和管理提供了技术支撑。
该研究成果发表在国际期刊Chemosphere上，中国科学院东北地理与农业生态研究所博士研究生吕丽丽为第一作者，宋开山研究员为通讯作者。
该研究得到了国家重点计划课题（2019YFC0409105）和国家自然科学基金重点项目（41730104）等共同资助。
图1.三维荧光平行因子法识别的DOM组分及其在城市和非城市水体中的分布
图2. 城市水体DOM的组分、浓度的年内季节变化及年际变化
论文信息如下：
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.
链接：https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.130210
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