基于水质三维荧光技术的城市河流水质污染分析

吴正华，钱益武，刘小勇，李 梅，曹 毅，孔美玲

(清华大学合肥公共安全研究院，安徽 合肥 230601)

1 研究背景

城市的发展总是伴随着大量污染物的产生，这些污染物质直接或间接地影响着城市河流的水环境质量[1-2]。而城市河流作为城市景观面貌的展现，同时也是决定城市可持续发展的重要因素，如今越来越受到大众的广泛关注。为了提高城市河流的水环境质量，除了继续加强已污染的河流治理外，还需要密切注意未受污染的河流水质变化情况[3-5]。对于河流水质的监测，一般以《地表水常规监测项目质量控制指标》[6]中所规定的指标进行分析，其测定的项目较多，并且部分指标往往需要几个小时甚至几天时间才能得出结果。

三维荧光技术是近几十年来快速发展的一种新型应用技术，由于其信息量丰富、灵敏性高、测量时间短等优点，被广泛用于各行各业，其中就包括对水质的检测[7-10]。三维荧光光谱 (three-dimensional excitation-emission matrix spectra，3DEEM)，是通过测定荧光物质相应数据表征得出的矩阵光谱[11-12]。荧光光谱技术在水质检测的研究应用中，除了定性分析水体所含污染物质外[13-14]，还能定量分析其中特定溶解性有机物的含量[15-16]。国外学者Coble[17]基于平行因子分析(parallel factor analysis,PARAFAC)建立了发光物质种类与所对应荧光之间的相关关系模型，后经科研人员不断的积累完善，目前该模型已被广泛使用。根据该模型以及受污水体的荧光光谱，可以大致判断水中污染物类别[18-19]。同时，利用不同污染物的特征性，还能分析出水体污染物来源[20-22]。……