海中有色可溶有機(jī)物熒光光譜現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、海水中有色可溶有機(jī)物(Chromophoric Dissolved Organic Matter：CDOM，國(guó)內(nèi)通常稱之為黃色物質(zhì))的研究在全球碳循環(huán)、海洋水色、海洋生態(tài)、海洋動(dòng)力環(huán)境和海洋污染評(píng)價(jià)等研究領(lǐng)域具有重要的意義。熒光光譜具有靈敏度高、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，且不需要對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行分離與處理，近年來(lái)已被廣泛應(yīng)用于水體中CDOM的檢測(cè)和分析，但仍以采集水樣的實(shí)驗(yàn)室分析方法為主。本論文針對(duì)CDOM現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)技術(shù)展開(kāi)研究，具體工作如下：

2、　　 1、研制了一套小型化的、基于ROV的CDOM水下原位熒光光譜探測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用355nn紫外波長(zhǎng)激光激發(fā)，微型光纖光譜儀分光探測(cè)，可在水下原位實(shí)時(shí)獲得黃色物質(zhì)的整條光譜曲線。系統(tǒng)采用ROV平臺(tái)和熒光光譜探測(cè)裝置一體化設(shè)計(jì)，先后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室密封實(shí)驗(yàn)、水池實(shí)驗(yàn)、海上實(shí)驗(yàn)，工作穩(wěn)定，與紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)對(duì)比試驗(yàn)，也具有較好相關(guān)性(R=0.67)。
　　 2、提出了一種實(shí)用的激光/LED混合三波長(zhǎng)同時(shí)激發(fā)熒光的測(cè)量方法，并成

3、功進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室原理驗(yàn)證。采用266nm/532nm雙波長(zhǎng)激光器和375nmLED作為激發(fā)光源，可獲得較為全面的水下熒光信號(hào)，包括類蛋白CDOM、類腐殖質(zhì)CDOM、葉綠素等。
　　 3、本文利用ICCD開(kāi)展了CDOM時(shí)間分辨熒光光譜技術(shù)研究。分別利用355nm和266nm激光器對(duì)CDOM進(jìn)行激發(fā)，類色氨酸和兩種類腐殖質(zhì)的熒光壽命均小于10ns，但有所差別，利用熒光壽命不同可對(duì)成分進(jìn)行區(qū)分。另外，完成了一套基于ICCD的微脈沖海洋熒

4、光激光雷達(dá)系統(tǒng)原理驗(yàn)證，并以此為基礎(chǔ)計(jì)算了機(jī)載海洋熒光激光雷達(dá)采用ICCD作為探測(cè)器的可行性。
　　 4、開(kāi)展了熒光-吸收光譜聯(lián)合探測(cè)技術(shù)研究，利用液芯光纖作為樣品池對(duì)吸收進(jìn)行高靈敏度測(cè)量，同時(shí)對(duì)CDOM熒光光譜進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)定標(biāo)，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室對(duì)比實(shí)驗(yàn)，熒光強(qiáng)度和吸收系數(shù)具有較好的相關(guān)性(R=0.98)。
　　 5、針對(duì)CDOM物質(zhì)成分分析，從三方面開(kāi)展了熒光光譜.拉曼光譜聯(lián)合探測(cè)技術(shù)研究：深紫外熒光光譜與常規(guī)可見(jiàn)光激發(fā)拉曼光譜