摘要： 三維螢光技術在水質表徵方面具有較大潛力。根據已有的研究成果，對近年來該技術在天然水質表徵方面的應用進行總結。
根據天然水中主要存在6個螢光峰（peak a、peak c、peak m、peak b、peak t1和peak t2）和各類螢光峰的差異可以分辨出不同**的水樣的水質狀況、汙染程度等。
關鍵詞： 三維螢光技術；溶解有機質；環境；水質
目前，地表飲用水源的汙染型別日益惡劣，且愈顯複雜。美國的研究報告表明（2023年以來），飲用水中有近百種致癌物質，這也讓飲用水源安全的問題成為世界廣泛關注的熱點之一。天然水域（河流、湖泊、海洋等）中廣泛存在著溶解性有機質dom（dissolved organic matter），其官能團豐富，且遷移率高。
加之其中富含c、n、p等營養元素，進而參與水環境中的多種理化反應過程，對水環境質量有重要影響。比如，其能與金屬離子形成絡合物，影響金屬的毒性及溶解性；另外，在水處理過程中，dom會使消毒過程產生更多的副產物。因為dom的分子量、官能團等的分布範圍較大，因此對其各種成分進行詳盡分析變得困難。
三維螢光光譜（three-dimensional excitation- emission matrix spectra），簡稱eem，具有多種優點，比如無需預處理、準確度高、速度快、靈敏度高、所需樣品較少等，資訊種類豐富且影象直觀，圖譜與汙染物質種類、含量相對應，就好像人的指紋具有唯一性一樣，所以也被稱為「螢光指紋」，是dom表徵的首選方法。
1 三維螢光峰的分類情況
2 環境因素對dom螢光的影響
2.1 金屬離子
天然水中的類腐殖酸螢光強度受金屬離子的影響最為明顯。dom易與金屬離子發生絡合反應，致使dom的螢光強度發生猝滅的後果。一般而言，如cu2+、fe3+、hg2+、ni2+、zn2+等順磁性金屬離子易導致腐殖酸的螢光猝滅；如al3+、mg2+、ca2+和cd2+等反磁性金屬離子的影響較為複雜，它們與腐殖質絡合後其螢光可能增強，可能猝滅或者影響不明顯。
針對於相關的研究來看，目前主要是在實驗室條件下採用加入自由金屬離子的方法進行，而金屬在自然環境中主要以顆粒物和有機物的形式存在，所以關於金屬離子對dom螢光強度是否有顯著影響還存在爭議。
2.2 溫度
溫度對螢光強度的影響較大，有研究表明溫度對螢光強度的影響是可逆的，因為溫度並不改變dom的分子結構。但也有觀點與之相反，主張溫度對螢光強度的影響是不可逆的，這可能由於公升溫促使dom發生了光降解或者分解所致。
2.3 ph對於dom螢光強度的影響
高ph值條件可導致螢光強度增強；而低ph值條件下則可以導致螢光強度降低。ph值為2～ 12之間是三維螢光光譜技術較適宜的範圍，但為了減小誤差，有時在測定前可將ph調至6～7的中性範圍。天然水（ph值5～ 9）螢光峰的螢光強度的變動並不明顯，最大變化可達10%左右，說明仍可以較好的表徵dom。
3 三維螢光技術在水環境監測中的應用
3.1 海洋環境
海洋或入海口處的海洋微生物的生物、浮游生物與海洋dom的關係可以較好的用三維螢光技術來表徵。海洋腐殖酸（peak m）是在海洋環境中新產生的腐殖酸，而不同於陸源腐殖酸（peak c）。如影響海水中的類蛋白螢光峰（peak b、peak t1、peak t2）的因素主要分為內源和外源類：
海域自身產生的類蛋白物質為內源，由外來途徑引入的類蛋白稱為外源。人類活動對海水的影響可以表徵為peak t1和peak t2的變化。腐殖酸螢光強度與海水深度及離海岸線距離有關。
腐殖酸（peak a）離海岸線和入海口越遠，其螢光強度越低。鹽度對peak m的螢光影響明顯有關，因此在分辨河流水和海洋水時，可根據隨著鹽度降低，peak m是否逐漸向長波長的peak c區域紅移來判斷。
3.2 淡水環境
因為淡水中dom的濃度相對穩定，差異性不大，所以可利用三維螢光技術的高靈敏度來檢測不同樣品間的細微不同。一般而言，汙水中的類蛋白物質較多，而淡水中含有較多的腐殖酸（peak a 和 peak c 螢光強度大）。常用類蛋白和類腐殖質螢光強度的比值r（類蛋白/類腐殖質）來判斷水體汙染情況，r值較大時，說明類蛋白螢光強度較大，可以推測水質受到外源汙染。
r值較小，說明水體未受汙染，而受汙染的河流r則較大。
4 小結
由於溶解性有機質（dom）的廣泛存在，對水環境質量影響嚴重，目前已成為人們關注的焦點之一。三維螢光技術在快速有效檢測dom 濃度以及特徵的微小變化方面具有明顯優點，在表徵水體dom方面可以提供豐富的資訊。
[1]蔣鳳華，楊黃浩，黎先春等.膠州灣海水溶解有機物三維螢光特徵研究[j].光譜學與光譜分析，2007，27（09）：1765-1769.
[2]劉明亮，張運林，秦伯強.太湖入湖河口和開敞區cdom吸收和三維螢光特徵 [j].湖泊科學，2009，21（02）：234-241.
作者簡介：王士峰（1989-），男，山西晉城人，研究生，水質監測，學生，西南科技大學環境與資源學院。
三維掃瞄關鍵技術
三維目標識別是通過分析二維影象來完成，首先建立三維模型，再比較二維影象和三維模型間特徵來判斷二維影象中是否為正確目標。三維物體在二維平面上的成像過程在數學上可以用透視變換來描述，而當目標距離攝像機的距離遠遠大於目標尺寸時，二維仿射變換可以作為透視變換的近似。仿射不變矩由於具有對平移，旋轉,尺度，以及...
三維CAD技術在機械設計中的應用
摘要 機械工程隨著計算機的快速發展中佔據著非常重要角色。除此之外,在計算機三維cad技術主管方面發展非常迅猛,cad技術不單單能夠通過設計圖紙來達到預覽三維圖空間效果圖,並且在三維圖中演示動畫以及虛擬實境技術,技術等都有相應的理論。本文章針對於機械cad技術的典型特點 用途以及應用,對此技術做出深層...
在反思教學中落實三維目標
做人做事 自主學習自我總結是重要，但是基礎知識也很重要。比如如何閱讀如何深情並茂去朗讀或講出這個故事。作者的文學功底和言語上優勢都要教給學生。不足要說美妙的東西也要欣賞。反思三維目標是乙個整體，知識與技能 過程與方法 情感態度與價值觀三個方面是互相聯絡，融為一體。比如 提供事實，建立經驗 創設情境，...