[发明专利]利用CDOM吸收表征湖库水体还原性物质量的方法

说明书

本发明公开了利用CDOM吸收表征湖库水体还原性物质量的方法，本方法以有色可溶性有机物在紫外波段350 nm处吸收系数作为指标，与同步测定的高锰酸盐指数进行相关分析，发现两者之间具有极显著线性正相关，因此其可以准确表征湖库泊水体还原性物质量，有效替代高锰酸盐指数，用于地表水环境质量监测与评价。

技术领域

本发明涉及环境科学及监测技术领域，涉及湖库水体还原性物质量的测量和表征方法，具体则是发展一种利用有色可溶性有机物(CDOM)特征波长(350nm)吸收系数开展湖库水体还原性物质量快速测量和评价的方法，克服传统还原性物质量表征参数高锰酸盐指数测定中有毒有害废液产生、耗能大、操作复杂、重复性差和测定速度缓慢等一系列弊病。

背景技术

湖库水环境和有机物污染及其引发的饮用水供水安全以及湖库生态服务功能丧失和生态服务价值下降是当今世界面临的最重要环境污染难题，受到国内外广泛重视和研究。

湖库水环境和有机物污染主要是由于外源输入的氮磷营养盐和溶解性有机物在湖库中的累积，表现为氮磷营养盐和有机物含量过高，超过湖体的自净能力。人类出于经济生产的需要，忽视自然规律，一方面以点、面源形式通过河渠、径流等水文过程向湖库大量排放工业、生活、城市和农业废水；另一方面又采取种种措施破坏水生植被(水产养殖)、缩小湖体自净容量、在沿岸带进行各种工农业生产活动(如围垦、筑堤)，从而加剧了湖库水环境污染。

因此，如何有效和快速监测和评价湖库有机物污染是开展湖库水环境演化机制和防控治理的前提和关键。传统的湖库有机物和还原性物质量表征是通过测定水体中化学需氧量和生化需氧量等参数。而这种方法需要进行相关水质参数的测定，费时费力，成本高昂，并且化学需氧量和生化需氧量测定过程需要使用大量的重铬酸钾、高锰酸钾和浓硫酸等化学试剂，会产生铬、锰、银重金属和硫酸等大量有毒有害的废液，其本身对水环境就具有明显的危害，因此美国和欧盟等湖库水环境质量评价和研究中很少使用化学需氧量这个参数。文献计量学分析表明，以TS＝“chemical oxygen demand”为主题词在Web ofScience核心数据库进行检索，截止2020年2月16日共检索到18392 条记录，其中来自中国有5582条记录(包括港澳台)，占30.4％，而来自美国、英国、德国、法国、日本、意大利和加拿大7国集团的记录加起来才4459条，占24.2％。由于实验测定过程中要使用有毒有害试剂和易于产生二次污染等问题，西方国家近年来相对比较慎用化学需氧量这个指标，特别是天然地表水体环境质量评价和研究较少涉及这个指标。因此，迫切需要发展一种准确、简便、快速、便宜和无污染的湖库水体还原性物质量的表征和地表水环境质量评价指标，指导湖库水环境演化机制和治理研究。

发明内容

本发明目的是建立一种利用有色可溶性有机物(CDOM)吸收系数表征湖库水体还原性物质量的快速监测和评价方法，广泛适用于我国不同营养程度(贫营养、中营养、富营养)、不同类型(深水、浅水、大型、中型、小型)湖库，同时不需要任何化学试剂，操作方法简便，快速高效、成本低廉，易于推广和应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

利用CDOM吸收系数表征湖库水体还原性物质量的方法，包括以下步骤：

(1)测定湖库有色可溶性有机物吸收系数；

(2)构建有色可溶性有机物350nm处吸收系数a(350)与高锰酸盐指数的关系模型，采用a(350)表征高锰酸盐指数。

其中，所述关系模型的构建方式如下：

a.测定不同营养程度、不同类型湖泊有色可溶性吸收系数和高锰酸盐指数：

b.构建有色可溶性有机物350nm处吸收系数a(350)与高锰酸盐指数的关系模型。

所述有色可溶性有机物吸收系数的测定方法为：用孔径0.22um的Millipore膜过滤水样，过滤液在分光光度计上测定350nm波长处吸光度计算得到。