魏 萊， 鄒 立,2??， 楊 陽(yáng)， 任倩倩， 簡(jiǎn)慧敏(. 中國(guó)海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 26600； 2. 中國(guó)海洋大學(xué)海洋環(huán)境與生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 26600；. 中國(guó)海洋大學(xué)海洋化學(xué)理論與工程技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 26600)

蘆葦和海洋微藻有色溶解有機(jī)物的吸收和熒光光譜特征分析?

魏 萊1， 鄒 立1,2??， 楊 陽(yáng)1， 任倩倩1， 簡(jiǎn)慧敏3
(1. 中國(guó)海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266100； 2. 中國(guó)海洋大學(xué)海洋環(huán)境與生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100；3. 中國(guó)海洋大學(xué)海洋化學(xué)理論與工程技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100)

有色溶解有機(jī)物(CDOM)是海洋碳循環(huán)的重要組成部分，其來(lái)源、組成和特性是揭示復(fù)雜的河口過(guò)程的重要依據(jù)。本文選取北方河口地區(qū)有機(jī)碳的主要貢獻(xiàn)者，蘆葦和海洋微藻，研究其生產(chǎn)的CDOM的吸收光譜和熒光光譜特征。結(jié)果顯示，蘆葦和海洋微藻CDOM吸光度隨波長(zhǎng)縮短呈指數(shù)增長(zhǎng)，Sg值與M值之間呈對(duì)數(shù)型正相關(guān)；采用PARAFAC方法解析CDOM熒光三維譜圖(EEMs)，共識(shí)別出3種熒光組分：類(lèi)色氨酸、類(lèi)酪氨酸和類(lèi)腐殖質(zhì)。蘆葦和海洋微藻新溶出或分泌的類(lèi)酪氨酸組分，其結(jié)構(gòu)基本相同；細(xì)胞破碎裂解產(chǎn)生的類(lèi)色氨酸組分，其結(jié)構(gòu)存在一定差異；類(lèi)腐殖質(zhì)組分來(lái)源于蘆葦和海洋微藻細(xì)胞分泌物質(zhì)降解或細(xì)胞破碎裂解產(chǎn)物。

CDOM； 蘆葦； 海洋微藻； 光譜吸收； 熒光特性

有色溶解有機(jī)物(Chromophoric Dissolved Organic Matter, CDOM)是溶解有機(jī)物(Dissolved Organic Matter，DOM)中在紫外和可見(jiàn)光區(qū)有著強(qiáng)烈的光吸收特性的部分，是DOM的重要組成部分，由一類(lèi)來(lái)源各異、成分復(fù)雜卻相對(duì)穩(wěn)定的物質(zhì)組成。一方面，CDOM是光學(xué)活性物質(zhì)，是水體光學(xué)性質(zhì)的主要決定因素[1]；另一方面，CDOM富含碳、氮、磷等生源營(yíng)養(yǎng)要素[2]，通過(guò)遷移、轉(zhuǎn)化等過(guò)程可直接參與元素的生物地球化學(xué)循環(huán)。因此CDOM具有十分重要的生態(tài)效應(yīng)，對(duì)于海洋物質(zhì)循環(huán)具有十分重要的意義。

海洋CDOM來(lái)源廣泛，大致可以分為2種：外來(lái)源和原地源。前者由陸地徑流、大氣沉降等組成；后者以海洋浮游植物有機(jī)體降解、浮游細(xì)菌降解和海洋沉積物釋放為主，其組成則主要分為類(lèi)蛋白、類(lèi)腐殖質(zhì)和類(lèi)色素3類(lèi)[3]。

蘆葦和海洋微藻是中國(guó)北方河口區(qū)優(yōu)勢(shì)植被和物種，其生長(zhǎng)過(guò)程溶出和破碎細(xì)胞降解產(chǎn)生的有色溶解物質(zhì)，是CDOM重要的生物源。為深入研究河口區(qū)CDOM的生物地球化學(xué)過(guò)程，本文浸取蘆葦溶出液，分離微藻培養(yǎng)液，對(duì)其生產(chǎn)的CDOM的光譜吸收特性和熒光光譜特征進(jìn)行了研究。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 樣品制備

實(shí)驗(yàn)室模擬河口區(qū)域蘆葦和微藻溶出或分泌CDOM過(guò)程。蘆葦在自然陳化過(guò)程中不斷溶出CDOM，而微藻細(xì)胞新陳代謝速率快，所以二者的處理方法不同，具體制備過(guò)程如下。

1.1.1 蘆葦CDOM樣品制備 蘆葦采自盤(pán)錦市羊圈子葦場(chǎng)(121°48′12.48″E, 41°9′50.60″N)，時(shí)間為2015年7月。取蘆葦莖和葉各8 g，洗凈表面后，分別以500 mL超純水(電阻率=18.2 MΩ·cm)浸泡，室溫(22±2) ℃下避光放置。每天固定時(shí)間采集浸出液50 mL，持續(xù)4 d；后取適量莖、葉殘?jiān)醚欣從ニ?，以超吹水稀釋定容?0 mL，此為研磨液。浸出液與研磨液經(jīng)Whatman GF/F膜(450 ℃灼燒4 h)過(guò)濾，儲(chǔ)存于棕色樣品瓶(450 ℃灼燒4 h)冷凍保存。

1.1.2 海洋微藻CDOM樣品制備 實(shí)驗(yàn)所用微小原甲藻(Prorocentrumminimum)、多形微眼藻(Minutocelluspolymorphus)和馬氏骨條藻(Skeletonemamarino)由藻種分離采集而得。微藻培養(yǎng)體系為滅菌海水(0.45 μm醋酸纖維膜過(guò)濾)，按f/2配方添加營(yíng)養(yǎng)鹽，光照/黑暗周期為12 h/12 h，培養(yǎng)溫度為(22±2) ℃。

微藻培養(yǎng)至指數(shù)增長(zhǎng)期，各取30 mL藻液以3 000 r/min(飛鴿TDL-5-A型)轉(zhuǎn)速離心10 min，采集上清液，稱(chēng)為“培養(yǎng)液”。殘?jiān)?0 mL TE緩沖液(Tris-EDTA buffer, pH=8.0)浸泡，采集浸出液，稱(chēng)為“TE浸出液”。培養(yǎng)液與TE浸出液經(jīng)Whatman GF/F膜(450 ℃灼燒4 h)過(guò)濾，儲(chǔ)存于棕色樣品瓶(450 ℃灼燒4 h)冷凍保存。

采用血球計(jì)數(shù)板對(duì)微藻細(xì)胞密度進(jìn)行計(jì)數(shù)分析，微小原甲藻、多形微眼藻和馬氏骨條藻分別為1.20×105、5.76×105和6.32×105個(gè)/mL。

1.2 吸收光譜分析

采用UV-2550紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，以超純水(電阻率=18.2 MΩ·cm)為參比，用1 cm石英比色皿在190～800 nm 范圍內(nèi)對(duì)水樣進(jìn)行掃描，間隔1 nm。CDOM的吸收系數(shù)按式(1)進(jìn)行換算：

a(λ)=2.303/L×[A(λ)-A(700)]。

(1)

式中：a(λ)是波長(zhǎng)λ處的光吸收系數(shù)(m-1)；A(λ)是波長(zhǎng)λ處的吸光度；A(700)用于校正儀器噪聲和散射等影響；L是光程路徑(m)。蘆葦浸出液與研磨液、海洋微藻培養(yǎng)液、TE浸出液分別以超純水、原海水培養(yǎng)液、TE緩沖液為空白校正。

250和365 nm波長(zhǎng)處吸收系數(shù)的比值M能夠較好地表征CDOM分子量的大小。因?yàn)榇蠓肿覥DOM在長(zhǎng)波段的吸收更強(qiáng)，所以M值越小對(duì)應(yīng)的分子量則越大[4-5]。

特定波長(zhǎng)范圍的光譜斜率Sg值一定程度上也可以反映CDOM的分子組成。本文樣品在250～400 nm范圍內(nèi)吸光度差異最顯著，在該范圍內(nèi)按式(2)對(duì)Sg值進(jìn)行非線(xiàn)性擬合[6]：

a(λ)=a(355)e-Sg(λ-355)+K。

(2)

式中：a(λ)是波長(zhǎng)λ處的光吸收系數(shù)(m-1)；a(355)是參考波長(zhǎng)355 nm處的光吸收系數(shù)(m-1)；Sg為光譜斜率的經(jīng)驗(yàn)值(nm-1)；K為背景參數(shù)，表征顆粒物質(zhì)散射或儀器噪聲引起的誤差。

1.3 熒光光譜分析

采用日立F-4600熒光分光光度計(jì)，光源為450 W氙弧燈，PMT電壓為700 V，激發(fā)波長(zhǎng)200～450 nm，間隔2 nm，發(fā)射波長(zhǎng)240～680 nm，間隔5 nm。狹縫寬度均為5 nm，掃描速度為12 000 nm/min。測(cè)量過(guò)程中每隔10個(gè)樣品測(cè)一次Milli-Q水，根據(jù)其拉曼光譜350 nm處強(qiáng)度監(jiān)控儀器穩(wěn)定性。

以超純水(電阻率=18.2 MΩ·cm)在激發(fā)波長(zhǎng)350 nm處的拉曼峰面積，對(duì)熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，數(shù)據(jù)以拉曼單位(R.U.)表示。其中海洋微藻培養(yǎng)液、TE浸出液分別以原海水培養(yǎng)液、TE緩沖液為空白校正。

采用Delaunay 三角形內(nèi)插值法[7]扣除拉曼散射和瑞利散射影響后，將預(yù)處理的數(shù)據(jù)導(dǎo)入Matlab，運(yùn)用DOMFluor工具箱對(duì)三維熒光數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行平行因子分析(parallel factor analysis, PARAFAC)。

2 結(jié)果與討論

2.1 蘆葦CDOM的吸收和熒光光譜特征

2.1.1 蘆葦CDOM的吸收光譜特征 蘆葦莖、葉不同時(shí)間浸出液和研磨液的吸光度隨波長(zhǎng)縮短呈指數(shù)增長(zhǎng)(見(jiàn)圖1)，在小于400 nm波段增長(zhǎng)趨勢(shì)尤其顯著。莖、葉CDOM在浸出液中的曲線(xiàn)形狀差異較大，莖在250～275 nm處有一肩峰，葉在300～325和250～275 nm處均有一肩峰，這與Warnock等的研究基本一致[8-9]。肩峰的差異說(shuō)明莖、葉浸出液CDOM的物質(zhì)組成存在差異。

(黑線(xiàn)—第1天；紅線(xiàn)—第2天；藍(lán)線(xiàn)—第3天；綠線(xiàn)—第4天；黃線(xiàn)—研磨液。Black line-1st day; Red line-2nd day; Blue line-3rd day; Green line-4th day; Yellow line-Grinding fluids.)

圖1 蘆葦莖、葉浸出液和研磨液吸光度隨波長(zhǎng)變化曲線(xiàn)

Fig.1 Absorbance curves of extractions from reed stem and leaf

浸出液和研磨液在355 nm波長(zhǎng)處的吸收系數(shù)a(355)可用來(lái)表征CDOM濃度(見(jiàn)圖2)。從時(shí)間跨度分析，莖、葉CDOM的a(355)均隨浸泡時(shí)間延長(zhǎng)而減小，說(shuō)明浸出液中的CDOM濃度隨時(shí)間降低，CDOM產(chǎn)生量不斷降低或不斷降解。從莖與葉的差異分析，葉CDOM的特征值a(355)約為莖的2～4倍，說(shuō)明葉CDOM濃度大于莖。此外，葉CDOM的下降速率(11.55 m-1/d)約是莖(3.01 m-1/d)的4倍，說(shuō)明莖CDOM的降解速率遠(yuǎn)低于葉。

M值和Sg值可作為CDOM分子量的表征參數(shù)，即M值或Sg值越大，CDOM分子量越小，同時(shí)二者均

在一定程度上反應(yīng)了CDOM的結(jié)構(gòu)特征。以M值為橫坐標(biāo)，Sg值為縱坐標(biāo)，繪制Sg值隨M值變化曲線(xiàn)(見(jiàn)圖3)，對(duì)其進(jìn)行非線(xiàn)性擬合，結(jié)果顯示M值與Sg值之間呈顯著對(duì)數(shù)型正相關(guān)關(guān)系(r=0.999，P<0.01)。說(shuō)明M值和Sg值在表征CDOM分子量和結(jié)構(gòu)特征上有一致性。

與浸出液相比，研磨液CDOM的M值與Sg值均小于浸出液，說(shuō)明細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)分子量大于胞外溶出物質(zhì)。從時(shí)間跨度角度，隨浸泡時(shí)間延長(zhǎng)，蘆葦莖、葉浸出液CDOM的M值與Sg值均呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明蘆葦CDOM在浸泡過(guò)程中先溶出了分子量較小物質(zhì)，然后溶出分子量較大物質(zhì)。蘆葦莖CDOM的M值與Sg值均大于葉，說(shuō)明莖CDOM的分子量小于葉。

2.1.2 蘆葦CDOM的熒光光譜特征 采用PARAFAC方法解析蘆葦CDOM的熒光信號(hào)，共識(shí)別出3種熒光組分(見(jiàn)表1)，分別為C1(220(274) nm/330 nm)、C2(226 nm/305 nm)和 C3(220(312) nm/440 nm)。

組分C1(220(274) nm/330 nm)和C2(226 nm/305 nm)，分別與標(biāo)準(zhǔn)色氨酸和標(biāo)準(zhǔn)酪氨酸低激發(fā)波長(zhǎng)處的的熒光峰位置基本一致，分別對(duì)應(yīng)其類(lèi)色氨酸和類(lèi)酪氨酸的熒光特性[10-11]。組分C3(220(312) nm/440 nm)與在淡水和海水水體中識(shí)別出的類(lèi)腐殖質(zhì)熒光組分相類(lèi)似，因而將C3歸于類(lèi)腐殖質(zhì)熒光組分。3種組分在相關(guān)文獻(xiàn)中均已有廣泛報(bào)道(見(jiàn)表1)。

蘆葦CDOM熒光峰的水平分布情況大致相同(見(jiàn)圖5)，但熒光強(qiáng)度存在差異(見(jiàn)圖6)?？傮w而言，組分C2的熒光信號(hào)最強(qiáng)，平均貢獻(xiàn)率為51.11%；C1次之，平均貢獻(xiàn)率為40.18%；C3最弱，平均貢獻(xiàn)率為8.71%。類(lèi)蛋白組分的熒光強(qiáng)度貢獻(xiàn)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于類(lèi)腐殖質(zhì)，說(shuō)明蘆葦CDOM組分溶出以類(lèi)蛋白成分為主。

蘆葦葉浸出液和研磨液的吸收系數(shù)a(355)高于莖(見(jiàn)圖2)，但莖CDOM各組分的熒光強(qiáng)度均強(qiáng)于葉CDOM(見(jiàn)圖5)，說(shuō)明莖分泌物質(zhì)的熒光性要強(qiáng)于葉。這與莖、葉的具體物質(zhì)組成有關(guān)，一般說(shuō)來(lái)共軛性越強(qiáng)的物質(zhì)熒光性越強(qiáng)[18]。M值和Sg值不僅表征CDOM組分分子量的大小，而且與其結(jié)構(gòu)相關(guān)，蘆葦莖的M值和Sg值約是葉的2～3倍，說(shuō)明蘆葦莖的CDOM組分共軛性更強(qiáng)，富里酸含量更高。

2.2 海洋微藻CDOM的吸收和熒光光譜特征

2.2.1 海洋微藻CDOM的吸收光譜特征 3種海洋微藻CDOM的吸光度隨波長(zhǎng)縮短而呈指數(shù)增長(zhǎng)(見(jiàn)圖7)，在小于250 nm波段范圍內(nèi)增長(zhǎng)趨勢(shì)尤其顯著。海洋微藻CDOM吸光度與波長(zhǎng)的指數(shù)關(guān)系，與CDOM的組成和結(jié)構(gòu)性質(zhì)相關(guān)。低波長(zhǎng)波段以類(lèi)蛋白物質(zhì)吸收為主，對(duì)海洋微藻而言，不僅含量高，其摩爾吸收系數(shù)更高；高波長(zhǎng)波段以類(lèi)腐殖酸物質(zhì)吸收為主，對(duì)處于指數(shù)生長(zhǎng)期的海洋微藻，其含量低，而且摩爾吸收系數(shù)低[19]。

對(duì)3種海洋微藻的單位藻細(xì)胞吸收系數(shù)作比較(見(jiàn)圖8)，結(jié)果顯示微小原甲藻的吸收系數(shù)是多形微眼藻和馬氏骨條藻的8～16倍。圖7顯示，3種微藻CDOM組成相似，說(shuō)明單位微小原甲藻細(xì)胞生產(chǎn)的CDOM含量高于另外2種微藻。

以M值為橫坐標(biāo)，Sg值為縱坐標(biāo)，繪制Sg值隨M值變化曲線(xiàn)(見(jiàn)圖9)，對(duì)其進(jìn)行非線(xiàn)性擬合，結(jié)果顯示M值與Sg值之間同樣呈對(duì)數(shù)型正相關(guān)(r=0.800，P<0.01)。蘆葦與海洋微藻的Sg值與M值之間都呈現(xiàn)對(duì)數(shù)正相關(guān)關(guān)系，因此指征其CDOM分子量和結(jié)構(gòu)特征的參數(shù)中，Sg值與M值是一致的。但是在實(shí)際應(yīng)用中因Sg計(jì)算可以校正基線(xiàn)漂移，而被優(yōu)先用于指征CDOM平均分子質(zhì)量的相對(duì)大小[20-21]。

多形微眼藻和馬氏骨條藻培養(yǎng)液中CDOM的M值和Sg值均低于浸出液(見(jiàn)圖10)，說(shuō)明培養(yǎng)液中CDOM的分子量要大于浸出液，表明微藻細(xì)胞表面物質(zhì)在脫離細(xì)胞后生成了分子量更大的物質(zhì)；而微小原甲藻上清液CDOM的M值與Sg值均高于浸出液CDOM，說(shuō)明上清液CDOM的分子量要小于浸出液，暗示微藻細(xì)胞表面物質(zhì)降解生成了分子量更小的物質(zhì)。存在這種差異的原因可能是甲藻與硅藻生理習(xí)性與分泌物質(zhì)組成的不同[22]。

2.2.2 海洋微藻CDOM的熒光光譜特征 采用PARAFAC方法解析海洋微藻培養(yǎng)液和TE浸出液CDOM熒光信號(hào)，共識(shí)別出3種組分，其中培養(yǎng)液中檢出全部3種組分，TE浸出液中僅檢出C1和C3 2種組分(見(jiàn)表2)。C1峰與低、高激發(fā)波長(zhǎng)處的類(lèi)色氨酸熒光峰一致，C3峰與類(lèi)酪氨酸熒光峰一致；C2峰為類(lèi)腐殖質(zhì)熒光峰。

注：(1)為培養(yǎng)液CDOM；(2)為T(mén)E浸出液CDOM。(1)：Incubation solution CDOM；(2)：TE extration CDOM。

海洋微藻培養(yǎng)液與TE浸出液CDOM的熒光峰水平分布情況存在很大差異(見(jiàn)圖11)，培養(yǎng)液CDOM的熒光強(qiáng)度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于浸出液(見(jiàn)圖12)。3種組分相比，培養(yǎng)液中組分C1的熒光強(qiáng)度最強(qiáng)，平均貢獻(xiàn)率為51.43%；C2次之，平均貢獻(xiàn)率為29.31%；C3最弱，平均貢獻(xiàn)率為19.26%。組分C1表征的類(lèi)色氨酸熒光強(qiáng)度高于其它組分，說(shuō)明類(lèi)色氨酸是培養(yǎng)液CDOM的主要熒光控制基團(tuán)。浸出液中組分C1的熒光強(qiáng)度略強(qiáng)于C3，平均貢獻(xiàn)率分別為58.95%和41.05%，說(shuō)明附著在微藻細(xì)胞表面的類(lèi)色氨酸物質(zhì)的含量要高于類(lèi)酪氨酸物質(zhì)。

3種海洋微藻的熒光峰的位置和形狀大致相同，但單位藻熒光強(qiáng)度存在差異。微小原甲藻培養(yǎng)液和浸出液CDOM的單位藻熒光強(qiáng)度是多形微眼藻和馬氏骨條藻的2～5倍，熒光性明顯強(qiáng)于另外兩種海洋微藻。

2.3 蘆葦和海洋微藻吸收和熒光光譜特征比較

2.3.1 吸收光譜特征 蘆葦和海洋微藻CDOM的吸光度均隨波長(zhǎng)縮短呈指數(shù)增長(zhǎng)，但具體吸收特性存在差異。蘆葦和海洋微藻不同方式提取的CDOM的M值與Sg值之間均有很好的正相關(guān)關(guān)系，Sg值隨M值增大呈對(duì)數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。其中海洋微藻培養(yǎng)液和TE浸出液CDOM的增長(zhǎng)速率(0.064 nm-1)是蘆葦浸出液和提取液CDOM(0.008 nm-1)的8倍，說(shuō)明海洋微藻CDOM的Sg值對(duì)M值更靈敏。

2.3.2 熒光光譜特征 采用PARAFAC方法對(duì)CDOM樣品進(jìn)行解析，共識(shí)別出3種熒光組分：類(lèi)色氨酸、類(lèi)酪氨酸和類(lèi)腐殖質(zhì)。

類(lèi)色氨酸組分在蘆葦、海洋微藻培養(yǎng)液和TE浸出液CDOM中均有檢出，熒光峰位置分別為220(274) nm/330 nm、230(278) nm/340 nm和226(276) nm/330 nm，這一組分在所有CDOM樣品中均有較強(qiáng)的熒光貢獻(xiàn)率，變化范圍是40.18%～58.95%。該組分在海洋微藻CDOM中的熒光峰位置相對(duì)蘆葦CDOM發(fā)生了轉(zhuǎn)移，說(shuō)明單位物質(zhì)量蘆葦CDOM組分的吸光系數(shù)和豐度高于海洋微藻。海洋微藻CDOM類(lèi)色氨酸組分的來(lái)源是細(xì)胞衰老和死亡的破碎裂解[23]，因此推測(cè)本文中該組分來(lái)源于蘆葦和微藻細(xì)胞破碎裂解的有機(jī)質(zhì)。

類(lèi)酪氨酸組分在蘆葦、海洋微藻培養(yǎng)液和TE浸出液CDOM中均有檢出，熒光峰位置分別為226 nm/305 nm、228 nm/290 nm和224 nm/300 nm。類(lèi)色氨酸與類(lèi)酪氨酸同屬類(lèi)蛋白組分，其中類(lèi)酪氨酸熒光與新生產(chǎn)物質(zhì)有關(guān)，類(lèi)色氨酸熒光與降解物質(zhì)有關(guān)[15]。蘆葦和海洋微藻CDOM的類(lèi)酪氨酸熒光峰相近，說(shuō)明二者新生產(chǎn)的類(lèi)酪氨酸是一致的，來(lái)源于蘆葦和海洋微藻細(xì)胞新溶出或分泌的有機(jī)質(zhì)。蘆葦和海洋微藻CDOM的類(lèi)色氨酸熒光峰位置存在差異，可能其不同的降解方式或過(guò)程導(dǎo)致了這一差異，具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

類(lèi)腐殖質(zhì)組分在蘆葦和海洋微藻培養(yǎng)液CDOM中有檢出，熒光峰位置分別為220(312) nm/440 nm和254(322) nm/440 nm。該組分在微藻CDOM中的熒光峰位置相對(duì)蘆葦CDOM發(fā)生了紅移。類(lèi)蛋白熒光和類(lèi)腐殖質(zhì)熒光分別代表新生和老化的溶解有機(jī)物[15]。蘆葦和海洋微藻CDOM的高發(fā)射波長(zhǎng)類(lèi)腐殖質(zhì)的熒光峰位置存在差異，可能由溶解有機(jī)物不同的老化機(jī)制導(dǎo)致。

3 結(jié)論

(1)蘆葦和海洋微藻CDOM的吸光度均隨波長(zhǎng)縮短而呈指數(shù)增長(zhǎng)，Sg值與M值之間呈對(duì)數(shù)型正相關(guān)。

(2)蘆葦CDOM共鑒別出3個(gè)熒光組分：類(lèi)色氨酸C1(220(274) nm/330 nm)、類(lèi)酪氨酸C2(226 nm/305 nm)和類(lèi)腐殖質(zhì) C3(220(312) nm/440 nm)。

(3)海洋微藻CDOM共鑒別出3個(gè)熒光組分：類(lèi)色氨酸C1(230(278) nm/340 nm和226(276) nm/330 nm)、類(lèi)腐殖質(zhì)C2(254(322) nm/440 nm)和類(lèi)酪氨酸C3(228 nm/290 nm和224 nm/300 nm)。其中培養(yǎng)液中檢出全部組分；TE浸出液中檢出組分C1和C3。

(4)來(lái)源于蘆葦和海洋微藻新溶出或分泌的類(lèi)酪氨酸組分，熒光特性一致；來(lái)源于細(xì)胞分泌物質(zhì)降解或細(xì)胞破碎裂解的類(lèi)色氨酸和類(lèi)腐殖質(zhì)組分，熒光特征存在差異，適于區(qū)分和示蹤河口區(qū)濱海來(lái)源和海洋生產(chǎn)CDOM。

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責(zé)任編輯 龐 旻

Absorption and Fluorescence Spectra Characterization of Chromophoric Dissolved Organic Matter from Reeds and Marine Microalgae

WEI Lai1, ZOU Li1,2, YANG Yang1, REN Qian-Qian1, JIAN Hui-Min3

(1.College of Environmental Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China; 2.The Key Lab of Marine Environmental Science and Ecology, Ministry of Education, Ocean University of China, Qingdao 266100, China; 3.The Key Lab of Marine Chemistry Theory and Technology, Ministry of Education, Ocean University of China, Qingdao 266100, China)

Chromophoric Dissolved Organic Matter (CDOM) is an important part of ocean carbon cycle. Sources, composition and characterization of CDOM is of great significance to reveal the complex estuarine mixing process. To address this issue, detailed absorption and fluorescence measurements have been acquired for CDOM samples collected from reeds and marine microalgae. Results show that absorption by CDOM increases with decreased wavelength and the value of Sg is logarithmically related to the value of M by CDOM. Analysis of CDOM-EEM spectra with PARAFAC model identifies 3 kinds of fluorescence components: tryptophan-like, tyrosine-like and humic-like. Tyrosine-like components derived from new dissolution or secretion of organic matter from reeds and marine microalgae have basically similar structure; Tryptophan-like components derived from decomposing products form burst cells between reeds and marine microalgae exist some structure differences; Humic-like components are derived from decomposing products of dissolution materials and products of burst cells.

CDOM; reeds; marine microalgae; absorption spectra; fluorescence characterization

國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專(zhuān)項(xiàng)(2013ZX07202-007)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41176064)資助 Supported by National Water Pollution Control and Treatment Science and Technology Major Project (2013ZX07202-007); Natural Science Foundation of China (41176064)

2016-06-08；

2016-07-23

魏 萊(1994-)，女，碩士生。E-mail: weilai94@sina.cn

?? 通訊作者：E-mail: zouli@ouc.edu.cn

Q945；X171

A

1672-5174(2017)06-025-09

10.16441/j.cnki.hdxb.20160216

魏萊， 鄒立， 楊陽(yáng)， 等. 蘆葦和海洋微藻有色溶解有機(jī)物的吸收和熒光光譜特征分析[J].中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2017, 47(6)： 25-33.

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