正文
含量处于国家地表水环境质量标准的Ⅳ
-
Ⅴ类水平，而
COD
Mn
与
COD
仅能满足Ⅴ类水质标准，说明流域氮和有机污染严重（图
1a-c
）。
利用紫外、荧光光谱及傅里叶变换离子回旋共振质谱对草海流域内
DOM
和
POM
进行分子结构表征，并揭示其季节变化规律。光谱参数表明
DOM
与
POM
相比，具有更高的
SUVA
254
和
HIX
值，更低的
BIX
和
FI
值，表明
DOM
具有较强的芳香性和腐殖化程度，而
POM
的新生有机质比例较高，内源性特征更明显（图
1d-h
）。从枯水期到丰水期，
DOM
的
SUVA
254
和
HIX
值显著增加（
p < 0.05
），而
BIX
和
FI
值则明显下降（图
1d
−
h
）。这表明
DOM
的腐殖质含量和芳香性增加，同时新生成物质的比例减少。这可能是由于雨季期间地表径流和降雨侵蚀导致异源有机物进入湖泊所致。相比之下，
POM
在雨季的
HIX
、
BIX
和
FI
值增加，而
SUVA
254
显著下降（图
1d
，
p < 0.05)
。这揭示了
POM
腐殖化程度和新生成有机物质比例的增强，以及芳香性的下降。
图
1.
草海流域丰枯水期
TN (a)
、
COD (b)
、
COD
Mn
(c)
含量水平；
DOM
与
POM
在丰枯水期的光谱参数值，参数包括
SUVA
254
(d)
、
E2:E3 (e)
、
HIX (f)
、
BIX (g)
和
FI (h)
质谱分析表明
DOM
的
m/z
、
DBE
、
AI-mod
、
O/C
和
NOSC
的平均值均大于
POM
，而
H/C
w
、
N/C
w
和
S
w
的平均值均低于
POM
。这表明
DOM
分子更不饱和、芳香性及含氧量更高，而
POM
分子更饱和，且富含
N
和
S
原子。进一步通过质谱分析的化合物组成可知，
DOM
和
POM
的优势化合物为
CHON
（
33.1%
和
35.8%
）
CHO
（
32.0%
和
39.5%
）和
CHOS
（
25.1%
和
18.7%
）（图
2a-c
）。这与之前报道的天然水中的情况不同。先前有报道称，天然水中的
DOM
主要由
CHO
化合物组成（
60
−
90%
），而含氮或硫的化合物含量远低于我们研究中观察到的结果。我们研究中杂原子有机物的高含量可能归因于草海的特殊性质。此外发现，
DOM
主要由木质素材料（
64.2
−
77.8%
）组成，其次是单宁（
4.3
−
14.8%
），其他材料占比不到
5%
（图
2a
，
d)
。而木质素和单宁通常来源于水生植物，这些植物富含氮元素。这表明
DOM
中的高氮含量可能来自这些水生植物在流域中释放的物质。此外，有报道称农业活动和城市废水排放也可能引入大量硝态氮。相比之下，
POM
主要由木质素（
26.2
−
45.8%
）、脂质（
20.92
−
23.6%)
和蛋白质（
9.1
−
28.8%
）组成（图
2b
，
d)
。研究人员发现，脂肪族化合物通常来源于微生物和藻类代谢物，这表明浮游生物和藻类可能是
POM
的主要来源，这也与先前的研究结果一致。
DOM
和
POM
的分子特性也表现出明显的季节差异。对于
DOM
，
m/z
w
、
H/C
w
、
O/C
w
、
NOSC
w
、
CHO
相对丰度、
CHOS
化合物以及碳水化合物和单宁含量值均从枯水期到丰水期有所增加，表明
DOM
的分子量、氧含量和杂原子丰度在雨季有所增加，这与上述光谱结果完全一致。这一现象可能归因于降雨量和河流流量的增加，这些因素将周围土壤和农田中的有机物质冲入水体。此外，有报道称，受人类活动显著影响的
DOM
倾向于表现出更高的杂原子丰度。因此，观察到的氮和硫含量增加可能是由于来自生活污水的有机物质流入所致。对于
POM
，
m/z
w
、
H/C
w
以及
CHO
和
CHOS
的相对丰度在雨季后不同程度地增加。特别是，
POM
中脂质和蛋白质成分的比例分别增加了
3.41%
和
19.68%
（图
2d)
，这可能部分归因于径流增加，径流将富含脂质和蛋白质的植物残体和落叶冲入湖泊。此外，大型水生植物和浮游植物残体、沉积物再悬浮以及微生物活动过程也可能产生大量类似脂质和蛋白质的物质，导致雨季时颗粒状脂质和蛋白质类物质的检测量更高。
图
2.a
）丰水期流域内
CH2
点位
DOM
的
VK
图；
b
）丰水期
POM
的
VK
图；
c
）丰枯水期
DOM
和
POM
的四分类化合物的相对比例，化合物分别为
CHO
、
CHON
、
CHOS
和
CHONS
；
d
）丰枯水期
DOM
和
POM
的七组分相对比例，七组分分别为单宁、缩合芳烃结构、蛋白质、碳水化合物、木质素、不饱和碳氢及脂类
流域潜在端源有机质特异性光谱及质谱指纹识别
为了识别湖中可能的有机质来源，进一步对流域内潜在端源样本进行了光谱和分子结构分析（图
3
）。观察到
SUVA
254
、
E
2
/E
3
、
HIX
、
FI
、
AI-mod
w
、
DBE
w
和
H/C
w
指数值存在明显差异，表明具有良好的端源追踪效果。自生源样本中的
DOM
表现出较低的
SUVA
254
、
HIX
和
DBE
w
值，以及较高的
E
2
/E
3
、
FI
和
H/C
w
值，此外，它们含有更多的蛋白质和脂质（图
3a-c
），表明其芳香化和腐殖化程度较低，且分子量较小。相比之下，外源样本中的
DOM
表现出更高的
SUVA
254
、
HIX
、
DBE
w
和
NOSC
w
值，较低的
E
2
/E
3
值，主要由木质素（
34.1−86.1%
）组成，表明其芳香化、腐殖化程度更高，含氧量更多，分子量更大。
对共同和独特分子的进一步分析揭示了不同端源样本中
DOM
组成的相似性和差异性。所有端源样本中共有
1577
种分子（图
3d
）。图
3e
显示了一些分化良好的端源样本的独特成分。其中，沉积物含有
54
种独特分子，而水生植物、土壤、河流和藻类分别含有
