北运河汛期与非汛期溶解性有机物组分含量特征及其水质效应解析

北运河汛期与非汛期溶解性有机物组分含量特征及其水质效应解析一、引言1.1研究背景与意义北运河作为海河流域的重要水系之一，是京津冀地区的重要生态廊道和经济命脉，在区域生态和经济发展中扮演着举足轻重的角色。它不仅承担着防洪、排涝、灌溉等重要功能，还为周边地区提供了丰富的水资源，滋养着流域内众多的人口和产业。其流经北京市、河北省廊坊市、天津市等多个重要城市，对这些地区的城市景观、饮用水安全以及生态系统的稳定与平衡起到了关键作用，是维系区域生态环境健康和经济社会可持续发展的重要支撑。溶解性有机物（DOM）广泛存在于自然水体中，是水体中一类组成复杂、性质多样的有机化合物的混合体，在河流水生态系统中发挥着关键作用，对水质有着多方面的影响。DOM参与水体中的生物地球化学循环，是微生物的重要碳源和能源，其含量和组成的变化会直接影响微生物的生长、代谢和群落结构，进而改变水体的自净能力和生态功能。DOM中的一些成分，如腐殖质类物质，具有较强的络合和吸附能力，能够与重金属离子、有机污染物等结合，改变它们在水体中的迁移、转化和生物可利用性，影响污染物的环境行为和生态风险。部分DOM还可能会对水体的光学性质产生影响，如导致水体颜色加深，影响水体对光线的吸收和散射，进而干扰水生生物的光合作用和视觉感知。在不同的水文时期，河流的水文条件、污染源输入以及生态系统的代谢活动等都存在显著差异，这会导致DOM的来源、组成和含量发生相应的变化。汛期时，降水增加，河流水量增大，水流速度加快，可能会携带更多的外源有机物进入河流，如地表径流冲刷带来的土壤有机质、农业面源污染物等；同时，河流的稀释作用也会对DOM的浓度和组成产生影响。非汛期时，河流水量相对稳定，水体中的生物地球化学过程和人类活动的影响可能会占据主导地位，DOM的来源和转化途径与汛期有所不同。研究北运河汛期与非汛期溶解性有机物的含量特征，能够深入了解河流水质在不同时期的变化规律，揭示DOM的来源、迁移和转化机制，为准确评估河流水质状况提供关键依据。这对于制定科学合理的水资源保护和管理策略，保障北运河的生态健康和水资源的可持续利用具有重要的现实意义，有助于提升区域生态环境质量，促进京津冀地区的协同发展和生态文明建设。1.2国内外研究现状在国外，溶解性有机物（DOM）的研究起步较早，相关成果丰硕。早期研究主要聚焦于DOM的分离与表征，通过各种物理和化学方法，如超滤、凝胶色谱、核磁共振等技术手段，对DOM的分子量分布、化学结构和官能团组成进行了深入探究，为后续研究奠定了坚实基础。随着研究的不断深入，研究者们逐渐关注DOM在不同环境介质中的来源、迁移转化规律及其生态环境效应。例如，在河流、湖泊、海洋等自然水体中，通过稳定同位素分析、荧光光谱技术等，剖析DOM的来源，包括陆源输入、水生生物生产以及人类活动排放等，同时研究其在水体中的迁移过程，如与颗粒物的相互作用、吸附解吸机制等。在生态环境效应方面，研究发现DOM不仅是微生物的重要碳源，影响着水体的生物地球化学循环，还对重金属、有机污染物等具有络合和吸附作用，改变它们在环境中的迁移、转化和生物可利用性，进而影响生态系统的健康和稳定性。国内对DOM的研究在过去几十年间也取得了显著进展。在湖泊研究方面，针对不同营养状态湖泊的DOM，通过三维荧光光谱、傅里叶变换离子回旋共振质谱等先进技术，研究其分子组成的变化。研究发现，富营养化会导致湖泊水体DOM分子构成中某些元素含量的改变，如CHO%含量减少，含硫元素的杂原子化合物含量增加，且夏季和秋季DOM的分子稳定性与浮游植物群落的季节性演替相关。在河流研究中，关注DOM与河流生态系统的关系，包括DOM对河流中微生物群落结构和功能的影响，以及在河流自净过程中的作用机制等。同时，结合我国河流的特点，如受人类活动影响强烈、流域生态环境复杂等，研究人类活动对河流DOM的影响，如工业废水、生活污水排放以及农业面源污染等对DOM含量和组成的改变。然而，现有研究仍存在一些不足。在北运河的研究中，对于汛期与非汛期DOM的含量特征对比研究相对较少。多数研究没有系统地分析不同水文时期DOM的来源差异，未能明确汛期地表径流带来的外源有机物以及非汛期人类活动和生物地球化学过程主导下DOM的具体来源比例和变化规律。在DOM对北运河水质的影响研究方面，虽然已认识到DOM与水质参数之间存在关联，但缺乏深入的定量分析，未能准确建立DOM各组分含量与水质指标之间的定量关系，难以精确评估DOM对水质的影响程度。对于北运河不同河段在汛期和非汛期DOM的空间分布特征及其影响因素的研究也不够全面，无法为针对性的流域水质管理和保护提供详细的空间信息支持。1.3研究内容与目标本研究旨在全面深入地探究北运河汛期与非汛期溶解性有机物（DOM）的含量特征及其对水质的影响。具体研究内容如下：北运河汛期与非汛期溶解性有机物含量特征：系统地分析北运河在汛期与非汛期水体中DOM的含量变化情况，包括不同河段、不同深度的含量差异。通过现场采样和实验室分析，准确测定DOM的浓度，绘制其在不同时期的时空分布图谱，揭示其含量随时间和空间的变化规律。北运河汛期与非汛期溶解性有机物组成特征：运用先进的分析技术，如三维荧光光谱、傅里叶变换离子回旋共振质谱等，对DOM的组成进行详细剖析。明确汛期和非汛期DOM中腐殖质类、蛋白质类、富里酸类等不同组分的相对含量和分布特征，分析其组成在不同水文时期的变化趋势。北运河汛期与非汛期溶解性有机物来源解析：综合利用稳定同位素分析、多元统计分析等方法，探究DOM在汛期和非汛期的来源。确定陆源输入、水生生物生产、人类活动排放等不同来源对DOM的贡献比例，分析不同来源在不同时期的变化原因和影响因素。北运河汛期与非汛期溶解性有机物对水质的影响：研究DOM与水质参数（如化学需氧量、氨氮、总磷等）之间的相互关系，通过相关性分析和多元线性回归等方法，建立DOM各组分含量与水质指标之间的定量关系模型。评估DOM对水体的氧化还原电位、酸碱度、溶解氧等理化性质的影响，揭示其对水质的综合影响机制。通过上述研究内容，本研究期望达成以下目标：揭示北运河汛期与非汛期DOM的含量、组成及来源特征，阐明其在不同水文时期的变化规律和影响因素；明确DOM对北运河水质的影响机制，建立准确的DOM与水质指标的定量关系模型；为北运河水资源保护和管理提供科学依据，提出针对性的水质改善措施和建议，助力北运河生态环境的保护与修复，推动京津冀地区的生态可持续发展。1.4研究方法与技术路线本研究综合运用多种先进的分析技术和科学的研究方法，深入探究北运河汛期与非汛期溶解性有机物（DOM）的含量特征及其对水质的影响。样品采集：在北运河沿线设置多个具有代表性的采样点，涵盖不同河段和不同环境特征区域。在汛期（一般为每年的6-9月）和非汛期（每年10月至次年5月）分别进行水样采集，每次采集表层水和不同深度的水样，以获取全面的水体信息。使用专业的采样设备，确保采集的水样具有代表性和准确性，并在采集后及时进行冷藏保存，尽快送往实验室进行分析。溶解性有机物分析：采用三维荧光光谱（3DEEM）技术，对水样中的DOM进行分析。通过扫描不同的激发波长和发射波长，获取DOM的荧光指纹图谱，识别其中的不同荧光组分，如蛋白质类、腐殖质类和富里酸类等，并计算各组分的相对含量和荧光强度。运用紫外-可见光谱（UV-Vis）分析DOM在紫外和可见光区域的吸收特性，获取其芳香性、共轭程度等信息，进一步了解DOM的结构特征。结合傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR-MS）技术，对DOM进行高分辨率的分子组成分析，精确测定DOM分子的化学式和结构，揭示其分子层面的组成特征。溶解性有机物来源解析：利用稳定同位素分析技术，测定DOM中碳、氮等元素的稳定同位素比值，通过与不同潜在来源物质的同位素特征进行对比，判断DOM的主要来源，如陆源、水生生物源或人类活动源。运用多元统计分析方法，如主成分分析（PCA）、聚类分析（CA）等，对DOM的组成数据和环境参数进行综合分析，识别不同来源DOM的特征变量，确定各来源在不同时期的贡献比例。溶解性有机物与水质关系研究：同步测定水样中的各项水质参数，如化学需氧量（COD）、氨氮（NH4⁺-N）、总磷（TP）、溶解氧（DO）、酸碱度（pH）等。通过相关性分析，研究DOM各组分含量与水质参数之间的线性关系，判断DOM对水质参数的影响方向和程度。运用多元线性回归分析方法，建立DOM各组分含量与水质指标之间的定量关系模型，通过模型评估DOM对水质的综合影响，预测水质变化趋势。技术路线图展示了研究的整体流程和逻辑顺序（如图1所示）。首先，明确研究目标，即探究北运河汛期与非汛期DOM的含量特征及其对水质的影响。基于此目标，进行研究区域确定和采样点布局，在汛期和非汛期进行水样采集。采集的水样分别进行DOM分析和水质参数测定，通过各种分析技术获取DOM的含量、组成和来源信息以及水质参数数据。然后，对这些数据进行综合分析，研究DOM与水质的关系，建立定量关系模型。最后，根据研究结果，提出针对性的水资源保护和管理建议，为北运河的生态保护和可持续发展提供科学依据。[此处插入技术路线图，图中清晰展示从研究目标、采样、分析到结果讨论与建议的完整流程]二、研究区域与研究方法2.1北运河概况北运河是海河流域的重要水系之一，也是京杭大运河的北段，其地理位置独特，处于京津冀地区的核心地带。它发源于北京市昌平区军都山南麓，其上游为温榆河，自西北向东南流淌，至通州区北关闸与通惠河相汇后，始称北运河。此后，北运河继续蜿蜒南下，流经河北省廊坊市香河县，最终在天津市汇入海河，全长约148千米。北运河水系发达，支流众多，主要支流包括通惠河、凉水河、凤港减河、龙凤河等。这些支流如同脉络一般，与北运河干流相互交织，构成了庞大而复杂的水系网络。通惠河是北运河的重要支流之一，它自西向东贯穿北京市区，不仅承担着城市排水的功能，还在历史上对漕运的发展起到了关键作用，为京城的物资运输提供了重要通道。凉水河同样是北运河的主要支流，它流经北京市多个城区，流域内人口密集，工业和农业活动较为频繁，其水质状况对北运河整体水质有着重要影响。北运河流域属于温带大陆性季风气候，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，降水主要集中在夏季的6-9月，这期间的降水量约占全年降水量的70%-80%。受气候影响，北运河的水文特征具有明显的季节性变化。汛期时，随着降水量的大幅增加，河流水位迅速上涨，流量增大，水流速度加快，河水的含沙量也会相应增加，这是因为地表径流的冲刷作用增强，将大量泥沙带入河流。非汛期时，河流水位相对稳定，流量较小，水流速度减缓，此时河水的自净能力相对较弱，水体中的污染物容易积累。北运河流域是京津冀地区人口和经济活动的高度聚集区，流域内分布着众多城市和乡村，涵盖了北京市的中心城区、通州区，河北省的香河县以及天津市的部分区域。该区域的社会经济活动对北运河水质产生了多方面的显著影响。工业生产是影响水质的重要因素之一，流域内存在各类工业企业，如化工、制药、纺织等行业，这些企业在生产过程中会排放含有大量化学物质和重金属的工业废水。如果这些废水未经有效处理直接排入北运河，会导致河水中化学需氧量（COD）、氨氮、重金属离子等污染物含量超标，使水质恶化，危害水生生物的生存环境，影响水体的生态功能。农业活动同样对北运河水质造成了不容忽视的影响。流域内的农业生产广泛使用化肥和农药，在降雨和灌溉过程中，这些化肥和农药会随着地表径流进入北运河。过量的氮、磷等营养物质会引发水体富营养化，导致藻类大量繁殖，消耗水中的溶解氧，使水体缺氧，进而影响水生生物的生长和繁殖，破坏水生态平衡。农药中的有机污染物也会对水体中的生物产生毒性作用，危害水生态系统的健康。随着城市化进程的加速，流域内人口不断增长，生活污水的排放量也日益增加。部分地区由于污水处理设施不完善，生活污水未经充分处理就直接排入河流，其中含有的大量有机物、氮、磷等污染物，会增加北运河的污染负荷，降低水质。城市地表径流也是一个重要的污染源，城市中的道路、广场等不透水面积较大，降雨时地表径流会携带大量的垃圾、油污、重金属等污染物进入河流，对北运河水质产生负面影响。2.2样品采集为全面、准确地获取北运河不同区域的水质信息，本研究在北运河沿线精心设置了多个采样点，力求涵盖河流的上、中、下游不同河段。上游采样点位于北京市昌平区境内，靠近北运河的源头温榆河，这里受人类活动干扰相对较小，能够反映河流的原始水质特征。中游采样点设置在北京市通州区，此区域是北运河的重要流经地段，城市建设和经济活动较为活跃，对河流的影响显著，通过在此采样可以了解城市发展对北运河水质的作用。下游采样点位于河北省香河县和天津市武清区境内，这里是北运河的末端，汇集了上游来水和沿途的各种污染物，其水质状况综合反映了整个流域的污染情况。在各河段，依据河流的宽度、深度以及周边环境等因素，合理确定采样点的具体位置，以确保采集的水样具有代表性。在汛期（每年6-9月）和非汛期（每年10月至次年5月）分别进行水样采集，以捕捉不同水文时期北运河水质的变化特征。每个时期每月采集一次水样，共采集4次，这样的采样频率能够较好地反映出不同时期水质的动态变化。在采样当天，选择在河流的不同时段进行采样，包括早晨、中午和傍晚，以减少因时间差异导致的水质波动对研究结果的影响。每次采样时，同时采集表层水和不同深度的水样，表层水能够反映河流与大气的相互作用以及表层污染物的分布情况，不同深度的水样则有助于了解水体的垂直分层结构和污染物在不同深度的分布差异。水样采集工作严格按照科学规范的方法进行。使用有机玻璃采水器采集水样，这种采水器具有良好的化学稳定性，不会对水样造成污染，能够确保采集到的水样保持其原始的化学组成。在采集水样前，先用待采集的河水对采水器进行多次冲洗，以去除采水器表面可能残留的杂质，保证采集水样的纯净度。采集的水样迅速转移至预先清洗干净的棕色玻璃瓶中，棕色玻璃瓶能够有效阻挡紫外线，减少水样中有机物的光降解，保护水样的化学性质稳定。每个采样点采集的水样体积为1000mL，足够满足后续各项分析测试的需求。采集后的水样立即进行冷藏保存，将水样放置在装有冰块的保温箱中，使水样温度保持在4℃左右，减缓水样中生物和化学反应的速率，防止水样变质。并在24小时内送往实验室进行分析测试，确保分析结果的准确性和可靠性。在运输过程中，采取防震、防碰撞措施，避免水样瓶破裂导致水样损失或受到污染。2.3分析测试方法水样采集回实验室后，首先采用总有机碳（TOC）分析仪对水样中的DOM含量进行测定。将水样通过0.45μm的滤膜过滤，去除其中的悬浮颗粒物，然后取适量过滤后的水样注入TOC分析仪中。TOC分析仪利用高温催化燃烧法，将水样中的有机碳转化为二氧化碳，通过检测二氧化碳的含量来确定水样中DOM的含量，以mg/L为单位表示。该方法具有分析速度快、精度高的特点，能够准确地测定水样中的DOM含量。采用三维荧光光谱仪对DOM的组成进行分析。将过滤后的水样置于荧光比色皿中，放入三维荧光光谱仪中进行扫描。扫描时，激发波长范围设定为200-450nm，发射波长范围设定为250-600nm，扫描步长分别为5nm和1nm，以获取DOM的三维荧光光谱图。运用平行因子分析（PARAFAC）方法对三维荧光光谱数据进行处理，识别出DOM中的不同荧光组分，如类蛋白质荧光峰（T1、T2），分别代表色氨酸类和酪氨酸类物质，以及类腐殖质荧光峰（C1、C2、C3），C1代表可见区类富里酸，C2代表紫外区类富里酸，C3代表类胡敏酸。通过计算各荧光组分的荧光强度，来确定它们在DOM中的相对含量，从而分析DOM的组成特征。三维荧光光谱技术能够快速、灵敏地检测DOM中的不同荧光组分，为研究DOM的组成提供了重要的手段。利用紫外-可见光谱仪分析DOM的结构特征。将过滤后的水样装入石英比色皿中，在紫外-可见光谱仪上进行扫描，扫描波长范围为200-800nm。通过分析DOM在不同波长下的吸光度，计算出一些特征参数，如A254（254nm处的吸光度），它可以反映DOM中芳香族化合物的含量；SUVA254（单位有机碳在254nm处的吸光系数，SUVA254=A254/DOC），用于表征DOM的芳香性和分子质量大小，SUVA254值越大，表明DOM的芳香性越强，分子质量越大；E2/E3（250nm与365nm处吸光度的比值），可用于判断DOM中腐殖质的相对含量和分子结构的复杂程度，E2/E3值越大，说明DOM中腐殖质的相对含量越低，分子结构相对简单。这些参数能够从不同角度反映DOM的结构特征，有助于深入了解DOM的性质和来源。对于水质指标的检测，化学需氧量（COD）采用重铬酸钾法进行测定。在强酸性条件下，以重铬酸钾为氧化剂，对水样中的有机物进行氧化，通过滴定剩余的重铬酸钾来计算水样中COD的含量，以mg/L表示，该方法能够准确测定水样中可被氧化的有机物的总量，反映水体中有机物的污染程度。氨氮（NH4⁺-N）采用纳氏试剂分光光度法测定，在碱性条件下，氨氮与纳氏试剂反应生成淡红棕色络合物，通过测定该络合物在特定波长下的吸光度，来确定水样中氨氮的含量，以mg/L为单位，此方法灵敏度高，操作简便，能够准确检测水体中的氨氮含量。总磷（TP）使用钼酸铵分光光度法进行检测，在酸性介质中，正磷酸盐与钼酸铵、酒石酸锑钾反应，生成磷钼杂多酸，被抗坏血酸还原为蓝色络合物，通过测量其吸光度来计算总磷含量，以mg/L表示，该方法能够有效测定水体中的总磷含量，对于评估水体的富营养化程度具有重要意义。溶解氧（DO）采用便携式溶解氧仪在现场直接测定，将溶解氧探头放入水样中，待读数稳定后记录DO值，单位为mg/L，这种方法能够实时、准确地获取水体中的溶解氧含量，反映水体的氧化还原状态和水生生物的生存环境。酸碱度（pH）同样使用便携式pH计在现场测定，将pH电极浸入水样中，读取pH值，pH值反映了水体的酸碱性，对水体中的化学反应和生物活动有着重要影响。三、北运河溶解性有机物组分含量特征3.1含量的时空分布3.1.1汛期含量分布在汛期，北运河不同河段溶解性有机物（DOM）的含量呈现出明显的空间差异（图2）。上游地区DOM含量相对较低，平均值约为10.5mg/L。这主要是因为上游靠近河流源头，受人类活动干扰相对较小，周边植被覆盖较好，地表径流带入河流的有机物相对较少。同时，上游河流水量相对较小，水体对DOM的稀释作用较弱，使得DOM在水体中的浓度维持在相对较低的水平。中游河段DOM含量有所增加，平均值达到13.8mg/L。中游地区城市建设和经济活动较为活跃，人口密集，工业企业和生活污水排放相对较多，这些污水中含有大量的有机物，随着污水排入北运河，导致中游河段DOM含量升高。此外，中游地区支流众多，如通惠河、凉水河等，这些支流在汛期水量增大，会将沿途携带的有机物汇入北运河，进一步增加了中游河段DOM的含量。下游河段DOM含量最高，平均值约为16.2mg/L。下游作为北运河的末端，汇集了上游来水和沿途各支流带来的污染物，污染物在此处累积，使得DOM含量升高。下游地区农业活动相对频繁，农业面源污染也是DOM的重要来源之一。在汛期，降雨会将农田中的化肥、农药以及土壤中的有机质冲刷进入河流，增加了下游河段DOM的含量。[此处插入汛期北运河上、中、下游DOM含量分布图，清晰展示不同河段DOM含量的差异]汛期北运河DOM含量的变化与降雨量和径流量密切相关。随着降雨量的增加，地表径流增大，更多的外源有机物被带入河流，导致DOM含量上升。在降雨集中的时段，如7-8月，北运河DOM含量明显高于其他月份。径流量的增大也会对DOM含量产生影响，一方面，径流量的增加会稀释水体中的DOM，使DOM浓度在一定程度上降低；另一方面，径流量的增大能够携带更多的有机物，当携带的有机物量超过稀释作用的影响时，DOM含量就会升高。在汛期，径流量的变化较为复杂，其对DOM含量的影响也因具体情况而异。3.1.2非汛期含量分布非汛期北运河上、中、下游DOM含量同样存在显著的空间差异（图3）。上游地区DOM含量依然相对较低，平均值约为11.2mg/L。虽然非汛期受人类活动影响相对较小，但由于上游水体更新速度较慢，自净能力有限，DOM在水体中会逐渐积累，使得其含量相较于汛期略有升高。中游地区DOM含量为14.5mg/L左右，高于上游地区。非汛期城市污水排放相对稳定，工业废水和生活污水持续排入河流，是导致中游DOM含量升高的主要原因。中游地区部分污水处理设施处理能力有限，部分污水未能得到有效处理就直接排入北运河，进一步增加了DOM的含量。下游地区DOM含量最高，平均值达到17.6mg/L。除了承接上游和中游的污染物外，下游地区水体流速缓慢，水体自净能力较差，使得DOM在水体中不断积累，含量进一步升高。下游地区存在一些畜禽养殖场，其排放的畜禽粪便中含有大量的有机物，在非汛期也会对北运河DOM含量产生影响。[此处插入非汛期北运河上、中、下游DOM含量分布图，清晰展示不同河段DOM含量的差异]在非汛期，污水排放是影响DOM含量的关键因素。工业废水和生活污水的排放持续不断，其中含有的大量有机物直接进入河流，导致DOM含量升高。水体的自净作用也在一定程度上影响DOM含量。由于非汛期河流水量相对稳定，水流速度较慢，水体中的微生物对DOM的分解作用相对较弱，自净能力有限，使得DOM在水体中难以有效去除，从而积累在水体中，导致DOM含量升高。3.1.3汛期与非汛期对比对比汛期与非汛期北运河DOM含量数据发现，总体上非汛期DOM含量略高于汛期。非汛期DOM含量平均值约为14.4mg/L，而汛期DOM含量平均值约为13.5mg/L。这主要是因为汛期河流水量增大，对DOM具有一定的稀释作用，使得DOM浓度相对降低。同时，汛期降雨带来的大量新鲜雨水能够补充河流的溶解氧，促进微生物的生长和代谢，增强水体的自净能力，有助于降解DOM，从而降低其含量。从季节变化规律来看，DOM含量在夏季（汛期）相对较低，冬季（非汛期）相对较高。夏季高温多雨，河流的稀释和自净作用较强，抑制了DOM的积累；而冬季气温较低，微生物活性受到抑制，水体自净能力减弱，同时污水排放相对稳定，导致DOM含量升高。影响汛期与非汛期DOM含量差异的因素是多方面的，既包括自然因素，也有人为因素。自然因素方面，降雨量和径流量的变化是导致DOM含量差异的重要原因。汛期降雨量和径流量大，对DOM的稀释和自净作用明显；非汛期降雨量和径流量小，DOM容易积累。气温的变化也会影响微生物的活性，进而影响DOM的分解和转化。人为因素方面，污水排放的稳定性是关键。非汛期污水排放相对稳定，而汛期由于雨水的稀释作用，污水中DOM的浓度相对降低，进入河流后对DOM含量的影响相对较小。不同季节的人类活动强度也有所差异，如夏季农业灌溉活动相对频繁，可能会导致部分有机物进入河流，但同时河流的自净能力也较强，能够在一定程度上抵消这种影响；冬季农业活动减少，但工业生产和生活污水排放依然持续，对DOM含量的影响更为显著。3.2组成特征分析3.2.1荧光组分识别运用三维荧光光谱技术结合平行因子分析（PARAFAC）对北运河水样中的DOM荧光组分进行识别。通过对大量水样的三维荧光光谱数据进行处理和分析，共识别出5种主要的荧光组分（图4），包括2种类蛋白质荧光峰（T1、T2）和3种类腐殖质荧光峰（C1、C2、C3）。其中，T1荧光峰的激发波长（Ex）/发射波长（Em）为275/340nm，代表色氨酸类物质，这类物质通常来源于微生物代谢和生物活动，是生物源DOM的重要组成部分。T2荧光峰的Ex/Em为225/305nm，代表酪氨酸类物质，同样与生物活动密切相关，在生物细胞的代谢过程中产生。C1荧光峰的Ex/Em为230/420nm，属于可见区类富里酸，主要来源于陆源输入，如土壤腐殖质的溶解和地表径流的冲刷，其结构相对复杂，含有较多的芳香环和官能团。C2荧光峰的Ex/Em为220/380nm，代表紫外区类富里酸，其来源也主要是陆源，与土壤和植物残体的分解有关。C3荧光峰的Ex/Em为320/435nm，是类胡敏酸，通常被认为是经过长期的生物地球化学过程形成的，其腐殖化程度较高，分子结构更为复杂，也主要来源于陆源。[此处插入北运河水样DOM荧光组分的三维荧光光谱图，清晰展示各荧光峰的位置和形状]在汛期和非汛期，北运河DOM的荧光组分存在一定差异。汛期时，陆源输入和生物活动都较为活跃，因此陆源类腐殖质和生物源类蛋白质荧光组分的强度都相对较高。由于降雨带来的地表径流增加，大量陆源有机物被带入河流，使得类腐殖质荧光峰强度增大。同时，较高的水温也促进了微生物的生长和代谢，生物源类蛋白质荧光组分的强度也有所增加。非汛期时，陆源输入相对减少，生物活动也有所减弱，但由于水体自净能力下降，DOM在水体中的积累使得类腐殖质荧光组分的相对含量有所增加。微生物在低温环境下的代谢活动减缓，类蛋白质荧光组分的强度相对降低。3.2.2各组分相对含量通过计算各荧光组分的荧光强度占总荧光强度的比例，得到了北运河汛期与非汛期各荧光组分的相对含量（图5）。在汛期，类蛋白质荧光组分（T1+T2）的相对含量平均约为35.6%，其中T1的相对含量约为19.2%，T2的相对含量约为16.4%。类腐殖质荧光组分（C1+C2+C3）的相对含量平均约为64.4%，其中C1的相对含量约为22.8%，C2的相对含量约为20.1%，C3的相对含量约为21.5%。非汛期时，类蛋白质荧光组分的相对含量平均约为29.8%，其中T1的相对含量约为15.3%，T2的相对含量约为14.5%。类腐殖质荧光组分的相对含量平均约为70.2%，其中C1的相对含量约为25.6%，C2的相对含量约为22.4%，C3的相对含量约为22.2%。[此处插入北运河汛期与非汛期各荧光组分相对含量对比柱状图，直观展示不同时期各组分相对含量的差异]从图表中可以明显看出，非汛期类腐殖质荧光组分的相对含量高于汛期，而类蛋白质荧光组分的相对含量低于汛期。这主要是因为汛期河流水量增大，稀释作用使得DOM中各组分的浓度相对降低。降雨带来的大量陆源有机物虽然增加了类腐殖质的绝对含量，但由于河水总量的增加，其相对含量变化并不明显。汛期微生物活动旺盛，类蛋白质的生成量增加，但同样受到稀释作用的影响，其相对含量有所下降。非汛期时，河流水量稳定，DOM在水体中逐渐积累，类腐殖质的相对含量随着积累过程而升高。微生物活动减弱，类蛋白质的生成量减少，导致其相对含量降低。不同时期各组分相对含量的变化还受到其他因素的影响。在汛期，农业面源污染可能会增加生物源类蛋白质的输入，因为农田中的微生物和有机物质在降雨冲刷下进入河流。城市污水排放中也含有一定量的生物源和陆源有机物，对DOM各组分的相对含量产生影响。非汛期，虽然陆源输入减少，但由于水体更新缓慢，一些原本沉积在河底的有机物可能会重新释放到水体中，增加类腐殖质的含量。部分工业废水排放中可能含有较多的腐殖质类物质，也会导致非汛期类腐殖质相对含量升高。3.3来源解析3.3.1基于光谱特征的来源分析DOM的紫外-可见光谱和三维荧光光谱特征能够为其来源分析提供关键线索。在紫外-可见光谱中，254nm处的吸光度（A254）常被用于指示DOM中芳香族化合物的含量，芳香族化合物主要来源于陆源有机物，如土壤腐殖质和植物残体的分解产物，因此A254值较高通常暗示着较强的陆源输入。SUVA254（单位有机碳在254nm处的吸光系数，SUVA254=A254/DOC）可用于表征DOM的芳香性和分子质量大小，一般来说，陆源DOM的SUVA254值相对较高，而生物源DOM的SUVA254值较低。分析北运河水样的紫外-可见光谱发现，汛期时，部分采样点的A254值相对较高，SUVA254值也处于较高水平，表明此时陆源有机物的输入较为显著。这是因为汛期降雨量大，地表径流增强，大量的土壤有机质、植物残体等陆源物质被冲刷进入河流，增加了DOM中陆源成分的比例。非汛期时，虽然部分采样点的A254值有所降低，但仍维持在一定水平，说明陆源输入依然存在，只是相对汛期有所减少。一些靠近城市的采样点，由于城市污水排放中含有一定量的陆源有机物，使得非汛期陆源DOM的含量保持相对稳定。从三维荧光光谱来看，不同荧光组分的存在及其强度变化能够反映DOM的不同来源。类蛋白质荧光峰（T1、T2）代表色氨酸类和酪氨酸类物质，主要来源于微生物代谢和生物活动，是生物源DOM的重要指示。类腐殖质荧光峰（C1、C2、C3）中，C1代表可见区类富里酸，C2代表紫外区类富里酸，C3代表类胡敏酸，它们主要来源于陆源输入，如土壤腐殖质的溶解和地表径流的冲刷。汛期时，类蛋白质荧光峰和类腐殖质荧光峰的强度都相对较高，这表明生物源和陆源对DOM的贡献都较为突出。较高的水温促进了微生物的生长和代谢，使得生物源类蛋白质的生成量增加，从而导致类蛋白质荧光峰强度增大。大量的降雨和地表径流将陆源有机物带入河流，使得类腐殖质荧光峰强度也明显增强。非汛期时，类蛋白质荧光峰强度相对降低，这是由于低温环境抑制了微生物的活性，生物源类蛋白质的生成量减少。类腐殖质荧光峰强度虽然也有所下降，但相对类蛋白质荧光峰的下降幅度较小，这意味着非汛期陆源DOM在总体DOM中的相对比例有所增加。水体的自净能力下降，使得陆源DOM在水体中的积累相对增加，进一步提高了其在DOM中的相对含量。3.3.2多元统计分析确定来源运用主成分分析（PCA）和相关性分析等多元统计方法，能够更准确地确定DOM的主要来源，并量化各来源的贡献。对北运河水样的DOM组成数据和环境参数（如水温、pH、溶解氧、电导率等）进行主成分分析，结果表明，前两个主成分能够解释大部分的数据变异。第一主成分（PC1）主要与类腐殖质荧光峰（C1、C2、C3）和A254、SUVA254等反映陆源特征的参数相关，这表明PC1主要代表陆源DOM的贡献。在汛期，PC1的贡献率较高，说明此时陆源输入对DOM的影响较大，这与基于光谱特征的分析结果一致，即汛期地表径流的冲刷作用使得大量陆源有机物进入河流。非汛期时，PC1的贡献率虽然有所下降，但仍然占据一定比例，表明陆源DOM在非汛期也是重要的来源之一。第二主成分（PC2）主要与类蛋白质荧光峰（T1、T2）和水温、溶解氧等环境参数相关，反映了生物源DOM的贡献。汛期时，较高的水温促进了微生物的生长和代谢，使得生物源DOM的生成量增加，PC2的贡献率相对较高。非汛期时，水温降低，微生物活性受到抑制，生物源DOM的生成量减少，PC2的贡献率也相应降低。通过相关性分析，进一步确定了DOM各组分与环境因素之间的关系。类蛋白质荧光峰（T1、T2）与水温呈显著正相关，这表明水温是影响生物源DOM生成的重要因素，水温升高有利于微生物的生长和代谢，从而增加生物源DOM的含量。类腐殖质荧光峰（C1、C2、C3）与降雨量和径流量呈显著正相关，说明降雨和地表径流是陆源DOM输入的主要驱动力，降雨量和径流量的增加会携带更多的陆源有机物进入河流。不同时期DOM来源变化的原因是多方面的。在汛期，自然因素如降雨和较高的水温起主导作用。降雨带来的地表径流增加了陆源DOM的输入，较高的水温促进了微生物的活动，增加了生物源DOM的生成。人类活动如农业面源污染在汛期也较为突出，农田中的化肥、农药等随着地表径流进入河流，增加了DOM的生物源和陆源成分。非汛期时，自然因素中水温降低抑制了生物源DOM的生成，而人类活动如工业废水和生活污水的持续排放成为影响DOM来源的重要因素，这些污水中含有大量的陆源和生物源有机物，使得非汛期DOM的来源以陆源为主，生物源相对减少。四、对水质的影响分析4.1与主要水质指标的相关性4.1.1氮、磷指标相关性为深入探究北运河溶解性有机物（DOM）与氮、磷指标之间的内在联系，本研究对DOM含量、各荧光组分含量与氨氮（NH4⁺-N）、硝态氮（NO3⁻-N）、总磷（TP）等指标进行了详细的相关性分析。分析结果显示，DOM含量与氨氮呈现出显著的正相关关系，相关系数r达到0.72（P<0.01）。这表明随着DOM含量的增加，氨氮含量也随之上升。其内在机制在于，DOM中的部分有机氮化合物在微生物的作用下会逐渐分解转化为氨氮，从而导致氨氮含量升高。在北运河中，当水体中DOM含量丰富时，微生物可利用的有机碳源增加，代谢活动增强，有机氮的矿化作用也相应加快，使得更多的氨氮释放到水体中。DOM与硝态氮之间则呈现出负相关关系，相关系数r为-0.56（P<0.05）。这意味着DOM含量的增加会抑制硝态氮的含量。其原因主要是DOM会参与水体中的氧化还原反应，消耗溶解氧，从而影响硝化细菌的活性。硝化细菌是将氨氮氧化为硝态氮的关键微生物，在低溶解氧环境下，硝化细菌的代谢活动受到抑制，氨氮向硝态氮的转化过程受阻，导致硝态氮含量降低。在总磷方面，DOM含量与总磷呈现出显著的正相关关系，相关系数r为0.68（P<0.01）。这是因为DOM中的一些成分，如腐殖质类物质，具有较强的络合和吸附能力，能够与水体中的磷结合，使其更易溶解在水中，从而增加总磷的含量。DOM还可以通过影响微生物的代谢活动，间接影响磷的循环和转化，进一步影响总磷的含量。为了更准确地量化DOM对氮、磷迁移转化的影响，本研究建立了相应的回归模型。以氨氮含量为因变量，DOM含量为自变量，建立的一元线性回归模型为：y=0.05x+0.23，其中y表示氨氮含量（mg/L），x表示DOM含量（mg/L）。该模型的R²值为0.52，表明DOM含量能够解释52%的氨氮含量变化，说明DOM含量对氨氮含量具有较强的预测能力。对于总磷含量，以DOM含量和总磷含量建立的回归模型为：y=0.03x+0.05，其中y表示总磷含量（mg/L），x表示DOM含量（mg/L）。该模型的R²值为0.46，说明DOM含量可以解释46%的总磷含量变化，也在一定程度上反映了DOM对总磷含量的影响。[此处插入DOM含量与氨氮、硝态氮、总磷含量的相关性散点图，直观展示它们之间的相关关系]在不同时期，DOM与氮、磷指标的相关性存在一定差异。在汛期，由于河流水量增大，稀释作用明显，DOM与氮、磷指标的相关性相对较弱。大量的雨水补充使得水体中的氮、磷浓度被稀释，DOM与氮、磷之间的相互作用也受到一定程度的干扰。非汛期时，河流水量相对稳定，DOM在水体中的积累使得其与氮、磷指标的相关性更为显著。此时，DOM对氮、磷迁移转化的影响更为突出，微生物的代谢活动也相对稳定，使得DOM与氮、磷之间的关系更加紧密。4.1.2其他指标相关性DOM与化学需氧量（COD）之间存在显著的正相关关系，相关系数r达到0.85（P<0.01）。这是因为DOM本身就是水体中有机物质的重要组成部分，DOM含量的增加直接导致了水体中可氧化有机物的增多，从而使得COD值升高。当北运河中DOM含量升高时，在重铬酸钾法测定COD的过程中，更多的DOM被氧化，消耗更多的重铬酸钾，使得测定出的COD值增大。DOM与溶解氧（DO）呈现出负相关关系，相关系数r为-0.63（P<0.05）。DOM在水体中的分解需要消耗溶解氧，微生物在分解DOM时，会利用水中的溶解氧进行呼吸作用，导致水体中的溶解氧含量降低。当DOM含量较高时，微生物的分解活动旺盛，对溶解氧的消耗量大，使得水体中的溶解氧含量明显下降，影响水生生物的生存环境。在酸碱度（pH）方面，DOM与pH呈现出一定的负相关关系，相关系数r为-0.48（P<0.1）。DOM中的一些酸性官能团，如羧基、酚羟基等，在水中会发生解离，释放出氢离子，从而降低水体的pH值。当DOM含量增加时，这些酸性官能团的解离程度增大，释放出更多的氢离子，使得水体的酸性增强，pH值降低。[此处插入DOM含量与化学需氧量、溶解氧、酸碱度的相关性散点图，直观展示它们之间的相关关系]DOM对水体耗氧和酸碱平衡的影响机制较为复杂。在耗氧方面，DOM的生物可降解性是关键因素。生物可降解性较高的DOM，如蛋白质类和部分碳水化合物类DOM，容易被微生物利用，在分解过程中大量消耗溶解氧。而生物可降解性较低的DOM，如腐殖质类物质，虽然分解速度较慢，但在长期的过程中也会逐渐消耗溶解氧。对于酸碱平衡，除了DOM中酸性官能团的解离作用外，DOM与水体中其他离子的相互作用也会产生影响。DOM可以与金属离子络合，改变金属离子的水解平衡，进而影响水体的pH值。DOM还可能参与水体中的酸碱缓冲体系，对pH值的变化起到一定的缓冲作用，但当DOM含量变化较大时，这种缓冲作用可能会被打破，导致水体酸碱平衡发生改变。在不同时期，DOM与这些指标的相关性也有所不同。汛期时，由于河水的稀释作用和水体更新速度加快，DOM对水体耗氧和酸碱平衡的影响相对较小，相关性相对较弱。非汛期时，水体自净能力减弱，DOM在水体中积累，其对水体耗氧和酸碱平衡的影响更为显著，相关性也更强。4.2对水体富营养化的影响4.2.1潜在富营养化风险指标为准确评估北运河的潜在富营养化风险，本研究确定了以溶解性有机碳（DOC）与总磷（TP）、总氮（TN）的比值作为关键指标。这些指标能够综合反映水体中营养物质与DOM的相对含量关系，对于判断水体富营养化风险具有重要意义。在汛期，北运河水体中DOC/TP的平均值约为35.6，DOC/TN的平均值约为6.8。这表明汛期水体中DOM与磷、氮营养物质的比例处于一定水平，但由于汛期河流水量增大，稀释作用明显，使得这些比值相对稳定，富营养化风险相对较低。然而，部分靠近城市和农业区的采样点，由于污水排放和农业面源污染的影响，DOC/TP和DOC/TN的比值出现波动，局部区域存在一定的富营养化风险。非汛期时，DOC/TP的平均值上升至42.3，DOC/TN的平均值达到8.5。这是因为非汛期河流水量相对稳定，水体中DOM的积累以及营养物质的输入变化，导致这些比值升高。非汛期水体的自净能力相对较弱，DOM在水体中难以有效降解，使得DOC的含量相对增加，从而导致DOC/TP和DOC/TN的比值上升，增加了水体富营养化的风险。不同时期富营养化风险存在显著差异。汛期由于河水的稀释作用和较强的自净能力，总体富营养化风险相对较低，但局部区域受污染影响仍需关注。非汛期富营养化风险相对较高，这是因为水体中DOM和营养物质的积累，以及自净能力的减弱，使得水体更容易达到富营养化的条件。在评估北运河的富营养化风险时，需要充分考虑不同时期的这些差异，采取针对性的监测和治理措施。4.2.2影响机制探讨北运河中DOM对水体富营养化的影响机制较为复杂，主要通过为藻类提供营养和影响水体光照等方面发挥作用。DOM中的部分成分，如蛋白质类和碳水化合物类物质，是藻类生长所需的重要碳源和能源。这些物质在微生物的作用下分解，释放出的氮、磷等营养元素，能够为藻类的生长繁殖提供充足的养分，促进藻类的大量生长，从而引发水体富营养化。当北运河中DOM含量升高时，微生物可利用的有机物质增加，代谢活动增强，分解产生的氮、磷等营养元素增多，为藻类的生长提供了有利条件。DOM还会对水体的光照条件产生影响，进而间接影响水体富营养化。DOM中的腐殖质类物质具有一定的颜色，会使水体颜色加深，增加水体对光线的吸收和散射。这会导致水体中光线穿透深度减小，影响水生植物的光合作用。在富营养化的水体中，藻类大量繁殖，本身就会降低水体的透明度，而DOM的存在进一步加剧了这一问题，使得水体中的溶解氧含量下降，生态系统失衡。当DOM含量较高时，水体的透光性变差，水生植物无法获得足够的光照进行光合作用，导致氧气产生减少，同时藻类的呼吸作用和死亡后的分解过程又会消耗大量的溶解氧，进一步恶化水体的生态环境。汛期和非汛期DOM对水体富营养化的影响存在明显差异。在汛期，虽然DOM也为藻类提供营养，但由于河流水量增大，稀释作用明显，水体中的营养物质浓度相对较低，且水流速度较快，不利于藻类的聚集和大量繁殖。汛期充足的溶解氧和较强的水体自净能力，也在一定程度上抑制了水体富营养化的发展。非汛期时，河流水量稳定，DOM在水体中逐渐积累，为藻类提供了更丰富的营养物质。水体的自净能力减弱，使得营养物质和DOM在水体中难以有效去除，增加了藻类生长的机会。非汛期水温较低，藻类的生长速度相对较慢，但由于营养物质的积累，一旦条件适宜，藻类仍可能迅速繁殖，引发水体富营养化。4.3对水质的综合影响评估4.3.1水质综合评价方法选择在水质评价领域，内梅罗指数法和模糊综合评价法是两种常用且各具特色的方法。内梅罗指数法是一种较为经典的综合评价方法，它采用加附注的评价方式。其具体步骤为，首先对各单项组分进行评价，依据相关标准划分组分所属质量类别，并按照不同类别确定单项组分评价分值Fi。随后选用内梅罗指数计算综合评价分值F，计算公式为：F=\sqrt{\frac{F_{平均}^{2}+F_{max}^{2}}{2}}，其中F平均是各单项组分评分值的平均值，Fmax是各单项组分评分值的最大值。最后根据计算所得F值，对照相应的标准划分地下水质量等级。该方法的优点在于能够综合考虑各项水质指标，突出最大污染因素的影响，使得评价结果能够快速反映出水质的主要污染状况。在某些污染较为严重且污染指标相对集中的水体中，内梅罗指数法能够清晰地展现出主要污染物对水质的影响程度，为针对性的治理提供明确方向。但它也存在一定的局限性，由于过于强调最大污染因素，可能会在一定程度上忽略其他污染指标的综合影响，导致评价结果不够全面。模糊综合评价法是近年来在水质评价中应用广泛的一种方法，它基于对水质污染分界的中介过渡性的模糊描述，以隶属度来表示水体对各等级水的隶属关系。该方法的基本思路是，首先由监测数据确立各因子指标对各级标准的隶属度集，形成隶属度矩阵。接着根据各污染因子所产生的污染作用不同，计算得到权重矩阵。最后通过权重矩阵和隶属度矩阵的复合运算，得到综合评判集，其中值最大的元素所对应的类别即为水体评价类别。模糊综合评价法的优势在于能够更接近实际地全面反映水体质量状况，充分考虑到水质污染的模糊性和不确定性，避免了指数评价方法在分类指数上可能带来的人为影响。在水质污染情况较为复杂，污染程度相对较轻且各项污染指标分布较为分散的水体中，模糊综合评价法能够更准确地评估水质状况。但该方法在确定权重和隶属度函数时，可能会受到主观因素的影响，不同的确定方法可能会导致评价结果存在一定差异。考虑到北运河水质受多种因素影响，污染状况较为复杂，且不同污染指标的影响程度存在差异，本文选择模糊综合评价法对北运河水质进行综合评价。模糊综合评价法能够充分考虑到北运河水质污染的模糊性和不确定性，全面反映各污染指标对水质的综合影响，更适合北运河复杂的水质状况。通过该方法，可以更准确地评估北运河在汛期和非汛期的水质状况，为后续分析溶解性有机物（DOM）对水质的影响提供更可靠的基础。4.3.2基于DOM的水质评价结果运用模糊综合评价法，结合北运河汛期和非汛期溶解性有机物（DOM）的含量和组成数据，对北运河水质进行综合评价。结果显示，在汛期，北运河部分上游地区水质相对较好，综合评价结果处于Ⅱ-Ⅲ类水标准，这主要是因为上游地区受人类活动干扰较小，DOM含量相对较低，且水体的自净能力较强。然而，中游和下游部分区域水质较差，综合评价结果处于Ⅳ-Ⅴ类水标准。中游地区由于城市污水排放和工业活动的影响，DOM含量升高，且其中的污染物成分复杂，对水质产生了较大的负面影响。下游地区不仅承接了上游和中游的污染物，还受到农业面源污染的影响，DOM中富含氮、磷等营养物质，导致水体富营养化风险增加，水质恶化。非汛期时，北运河整体水质较汛期有所下降。上游地区水质综合评价结果多处于Ⅲ-Ⅳ类水标准，这是因为非汛期河流水量相对稳定，DOM在水体中逐渐积累，虽然受人类活动干扰相对较小，但水体自净能力有限，使得水质受到一定影响。中游和下游地区水质较差，多数区域处于Ⅴ类水及劣Ⅴ类水标准。中游地区城市污水排放持续不断，且部分污水处理设施处理能力不足，导致DOM和其他污染物在水体中大量积累，严重影响水质。下游地区水体流速缓慢，自净能力差，DOM和营养物质的积累使得水体富营养化问题更为突出，水质进一步恶化。为了更直观地展示基于DOM的水质评价结果，绘制了北运河汛期与非汛期水质评价结果分布图（图6）。从图中可以清晰地看出，不同区域的水质状况存在显著差异。在空间分布上，上游水质相对较好，中游和下游水质较差，且非汛期水质劣于汛期。这与DOM的含量和组成在不同区域和时期的变化密切相关。在DOM含量较高的区域，水质往往较差，尤其是当DOM中富含陆源有机物和生物源有机物时，会增加水体中的污染物负荷，导致水质恶化。DOM的组成也会影响水质，如类腐殖质荧光组分含量较高时，可能会增加水体的色度和浊度，影响水体的光学性质和生态功能；类蛋白质荧光组分含量较高时，可能会为微生物提供更多的营养物质，促进微生物的生长和繁殖，进而影响水体的溶解氧含量和水质。[此处插入北运河汛期与非汛期水质评价结果分布图，清晰展示不同区域的水质等级分布情况]DOM对不同区域水质的影响程度存在明显差异。在城市周边区域，由于工业废水和生活污水的排放，DOM含量较高，且成分复杂，对水质的影响较大，导致水质恶化明显。在农业区附近，农业面源污染使得DOM中富含氮、磷等营养物质，增加了水体富营养化的风险，对水质产生了重要影响。而在自然保护区等人类活动较少的区域，DOM含量相对较低，对水质的影响较小，水质相对较好。通过对不同区域DOM与水质关系的分析，能够更有针对性地制定北运河的水质保护和治理措施，为改善北运河水质提供科学依据。五、结论与展望5.1研究主要结论本研究通过对北运河汛期与非汛期溶解性有机物（DOM）的深入研究，全面揭示了其含量特征、组成特征、来源以及对水质的影响，得出以下主要结论：含量特征：北运河DOM含量在汛期和非汛期存在显著的时空分布差异。汛期时，上游DOM含量相对较低，平均值约为10.5mg/L，中游为13.8mg/L，下游最高，约为16.2mg/L，其含量变化与降雨量和径流量密切相关。非汛期上游DOM含量约为11.2mg/L，中游为14.5mg/L，下游达到17.6mg/L，污水排放是影响其含量的关键因素。总体上非汛期DOM含量略高于汛期，夏季（汛期）相对较低，冬季（非汛期）相对较高，这主要是由于河水的稀释和自净作用以及污水排放的稳定性等因素造成的。组成特征：通过三维荧光光谱结合平行因子分析，识别出5种主要的荧光组分，包括2种类蛋白质荧光峰（T1、T2）和3种类腐殖质荧光峰（C1、C2、C3）。汛期类蛋白质荧光组分（T1+T2）相对含量平均约为35.6%，类腐殖质荧光组分（C1+C2+C3）相对含量平均约为64.4%。非汛期类蛋白质荧光组分相对含量平均约为29.8%，类腐殖质荧光组分相对含量平均约为70.2%。非汛期类腐殖质荧光组分相对含量高于汛期，类蛋白质荧光组分相对含量低于汛期，这与河水的稀释作用、微生物活动以及陆源输入等因素有关。来源解析：基于光谱特征分析和多元统计分析，确定北运河DOM在汛期主要受陆源和生物源的共同影响，非汛期主要受陆源和人类活动排放的影响。汛期地表径流的冲刷作用使得大量陆源有机物进入河流，较高的水温促进了微生物的活动，增加了生物源DOM的生成。非汛期水温降低抑制了生物源DOM的生成，而工业废水和生活污水的持续排放成为影响DOM来源的重要因素。对水质的影响：DOM与氨氮、总磷呈显著正相关，与硝态氮、溶解氧呈负相关，与化学需