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南水北调东线工程南起扬州江都水力枢纽,沿线经高邮湖、洪泽湖、骆马湖、南四湖和东平湖向北送水,供应我国北方约4.38亿居民饮用水。作为东线主要调蓄湖泊,上述五湖水质优劣直接关系到上亿人口的用水安全。溶解性有机物(dissolved organic matter,DOM)是全球碳循环在水圈中的主要有机碳库,大型跨流域调水直接或间接影响全球碳循环进程。有色可溶性有机物(chromophoric DOM,CDOM)是DOM中能够强烈吸收紫外辐射及蓝光波段的那部分有机物,高浓度CDOM酸臭刺鼻,在水处理过程中产生致癌物质,影响水处理工艺与流程,缩短水处理设备寿命。本研究着眼于南水北调东线主要调蓄湖泊,探讨湖泊中CDOM的来源组成、生物可利用性对不同水文情景的响应以及潜在影响因素,主要研究结果如下:(1)丰水期5个湖泊DOC浓度和吸收系数a254均高于枯水期,其中洪泽湖、骆马湖和南四湖DOC浓度显著高于枯水期,高邮湖、洪泽湖和骆马湖a254显著高于枯水期,表明了丰水期有机物质输入较高,从而增加了湖泊CDOM丰度。高邮湖和洪泽湖比紫外吸光度SUVA254在丰水期显著高于枯水期,其余湖泊SUVA254在丰水期也较高,说明丰水期湖泊CDOM腐殖化程度较高,外源类腐殖酸输入明显。(2)运用三维荧光光谱(excitation-emission matrices,EEMs)结合平行因子分析(parallel factor analysis,PARAFAC)对5个湖泊CDOM的荧光光谱进行解析,5个湖泊均得到3种荧光组分,类腐殖酸C1、类色氨酸C2和类酪氨酸C3。洪泽湖和骆马湖CDOM样品经室内生物培养实验,也得到以上3种荧光有机物质。(3)5个湖泊CDOM对不同水文情景的响应存在差异。丰水期东线上中游高邮湖、洪泽湖和骆马湖3种组分荧光强度均显著大于枯水期,东线下游南四湖和东平湖反而在枯水期3种组分荧光强度较高。空间分布特征分析得出,高邮湖、洪泽湖和骆马湖3种组分荧光强度均在河流入湖区域明显高于其他湖区,尤其在丰水期最明显,表明了丰水期河流输入对湖泊CDOM的贡献较大。枯水期南四湖下游湖区3种组分荧光强度明显高于其上游湖区。东平湖组分荧光强度空间分布受不同水文情景的影响较小,枯水期类腐殖酸、类色氨酸在大汶河入湖区域较高。(4)不同水文情景下高邮湖、洪泽湖和骆马湖类腐殖酸和类蛋白组分既有陆源输入,也有内源产生,其中丰水期类腐殖酸和类色氨酸陆源输入为主,而类酪氨酸以自生源为主,枯水期陆源贡献类腐殖酸较少,类蛋白质更多的来源于湖泊自生源,即微生物或藻类的贡献。不同水文情景对南四湖和东平湖CDOM组成结构影响较小,2个湖泊类蛋白质在枯水期主要来自于内源同时伴随人为活动的影响,而类腐殖酸低于类蛋白质,陆源输入较低,受陆源影响较小。(5)整体来看,调水期DOC浓度和a254较非调水期更低,且调水期南四湖和东平湖DOC浓度、a254和2种类蛋白组分荧光强度显著高于其它3个湖泊,表明调水在一定程度上对东线下游湖泊CDOM产生累积效应。调水期5个湖泊类腐殖酸及类腐殖化程度均低于非调水期。(6)枯水期洪泽湖、骆马湖DOC生物可利用性[%BDOC,分别为(17±4)%、(15±4)%]高于丰水期[分别为(5±5)%、(10±7)%],且枯水期%BDOC在河流入湖口区域较高。枯水期2个湖泊比紫外吸光度SUVA254和类腐殖酸荧光强度显著高于培养前,而类酪氨酸荧光强度显著低于培养前,表明了枯水期类酪氨酸生物可利用性较高,造成湖泊类腐殖酸的累积,增加了样品的腐殖化程度。综上所述,丰水期河流输入是东线上中游湖泊,即高邮湖、洪泽湖和骆马湖CDOM主要来源,且CDOM腐殖化程度较高,而枯水期则以内源,即藻类或微生物活动为主。东线下游南四湖和东平湖CDOM来源和组成特征受枯水期的影响较大,且枯水期内源和人为污染对南四湖和东平湖类蛋白质的影响较大,调水也会对南四湖和东平湖产生一定的环境累积效应以及降低CDOM浓度,对水质的提高具有促进作用。洪泽湖和骆马湖CDOM生物可利用性在枯水期较高,主要表现在河流入湖河口区域,另外微生物降解在一定程度上增加了湖泊CDOM的腐殖化程度。