1.一种呼吸图谱与光谱联用判定河流状态与自净能力的方法,其特征在于,包括下述步骤:S101,沿河流流向取具有代表性断面的水样;
S102,对步骤S101)水样进行呼吸图谱测试,分别得到2个耗氧速率:现场耗氧速率OURs和总耗氧速率OURT;
S103,将水样通过0.45μm的滤膜过滤,得到仅含有溶解性有机物DOM的滤后水样;
S104,采用三维荧光光谱测定DOM,由激发波长Ex和发射波长Em将光谱划分为Ι-Ⅴ五个区,得到五个峰,其中Ex/Em=280nm/340nm为类蛋白峰,记作T峰,以T峰的最大荧光强度作为T峰值,采用紫外分光光度计测定λ为254nm时的吸光度,记作UV254;
S105,以T峰值为横坐标,以现场耗氧速率OURs和总耗氧速率OURT为纵坐标绘制关于OURT-T和OURs-T的点图,设定OURs=R1、OURT=R2,峰值T=T’,将图平面分成六个区域(a)-(f),不同区域对应不同河流状态;
再将OURT-T点图分为四个区域T1-T4,记T1=(a),T2=(b),T3=(c)+(e),T4=(d)+(f);
将OURs-T点图分为四个区域S1-S4,S1=(a)+(c),S2=(b)+(d),S3=(e),S4=(f);
S106,根据步骤S105划分的区域进行河流状态与自净能力的判定:OURT-T点图划分的四个区域T1-T4中:
T1区中,OURT>R2且T>T’,为受污染区域;
T2区中,OURT>R2且T
T3区中,OURT
T4区中,OURT
OURs-T点图划分的四个区域S1-S4中:
S1区中,OURs>R1且T>T’,为受污染区域;
S2区中,OURs>R1且T
S3区中,OURs
S4区中,OURs
2.按照权利要求1所述的一种呼吸图谱与光谱联用判定河流状态与自净能力的方法,其特征在于,步骤S101中,取样的断面为沿纳污河走向,从源头至下游,再到汇入自然水体的代表性断面,且取水下0.5m处的河水。
3.按照权利要求1所述的一种呼吸图谱与光谱联用判定河流状态与自净能力的方法,其特征在于,步骤S102中,呼吸图谱测试的具体过程为:取污水厂曝气池中污泥0.3L并用自来水稀释至1.2L,测定现场耗氧速率OURS,通过对污泥样品曝气2h测定其内源呼吸速率OURe,再加入50g/L的氯化铵测OURen=OURe+OURn,最后加入200g/L的无水乙酸钠,保证基质充足,测定总呼吸速率OURT=OURe+OURn+OURc。
4.按照权利要求1所述的一种呼吸图谱与光谱联用判定河流状态与自净能力的方法,其特征在于,步骤S104中,三维荧光光谱的激发波长Ex为200-400nm,发射波长Em为200-
600nm,狭缝宽度与扫描间隔均为5nm,扫描速度为2000nm·min-1,响应时间为0.5s,光电倍增管电压为700V,超纯水为空白样品。
5.按照权利要求1所述的一种呼吸图谱与光谱联用判定河流状态与自净能力的方法,其特征在于,步骤S104中,三维荧光光谱的划分为:Ι区中Ex/Em=200-250nm/250-340nm,Ц区中Ex/Em=200-250nm/340-380nm,Ⅲ区中Ex/Em=200-250nm/380-450nm,Ⅳ区中Ex/Em=
250-350nm/250-380nm,Ⅴ区中Ex/Em=250-350nm/380-450nm,T峰包含在Ⅳ区内。
6.按照权利要求1所述的一种呼吸图谱与光谱联用判定河流状态与自净能力的方法,其特征在于,步骤S107中:T1区中,受污染区域指河流受到严重污染,微生物大量繁殖,其潜在自净能力较强,但是污染程度可能超过了微生物的降解能力;
T2区中,此时超量潜在自净能力区域河流进入自净过程的后续阶段,断面污染程度偏低,但微生物的潜在降解能力高,自净能力高;
T3区中,此区域没有断面,说明污染程度大而微生物呼吸速率小的情况出现的几率非常小,不符合自净理论;
T4区中,此时该自净完成区域断面已经完成了自净过程。
7.按照权利要求1所述的一种呼吸图谱与光谱联用判定河流状态与自净能力的方法,其特征在于,步骤S 106中:S1区中,说明该断面河流污染严重,微生物大量繁殖,耗氧速率较快,降解有机物的能力较强,但是污染程度可能超过了微生物的降解能力;
S2区中,此区域没有断面,说明有机物含量小而微生物现场耗氧速率较强的情况出现的几率非常小,不符合自净理论;
S3区中,此区域没有断面,说明有机物含量大而微生物现场耗氧速率较弱的情况出现的几率非常小,同样不符合自净理论;
S4区中,该断面的微生物受基质限制而无法繁殖。
8.按照权利要求1所述的一种呼吸图谱与光谱联用判定河流状态与自净能力的方法,其特征在于,步骤S104中,UV254可作T代替参数,沿河流流向以UV254为横坐标,以OURs、OURT为纵坐标绘制关于OURT-UV254和OURs-UV254的点图,通过OURs=R1、OURT=R2,峰值T=T’,同样将点图划分为六个区域,同样分别将OURT-UV254和OURs-UV254点图分为四个区域T1-T4和S1-S4,可以发现其与T峰值点图变化趋势基本一致,划分的区域进行河流状态与自净能力的判定结果相同。