海中有色可溶有机物荧光光谱现场探测技术研究
海水中有色可溶有机物(Chromophoric Dissolved Organic Matter：CDOM，国内通常称之为黄色物质)的研究在全球碳循环、海洋水色、海洋生态、海洋动力环境和海洋污染评价等研究领域具有重要的意义。荧光光谱具有灵敏度高、选择性好等优点，且不需要对目标物进行分离与处理，近年来已被广泛应用于水体中CDOM的检测和分析，但仍以采集水样的实验室分析方法为主。本论文针对CDOM现场探测技术展开研究，具体工作如下：
1、研制了一套小型化的、基于ROV的CDOM水下原位荧光光谱探测系统。该系统采用355nn紫外波长激光激发，微型光纤光谱仪分光探测，可在水下原位实时获得黄色物质的整条光谱曲线。系统采用ROV平台和荧光光谱探测装置一体化设计，先后进行了实验室密封实验、水池实验、海上实验，工作稳定，与紫外-可见分光光度计对比试验，也具有较好相关性(R=0.67)。
2、提出了一种实用的激光/LED混合三波长同时激发荧光的测量方法，并成功进行了实验室原理验证。采用266nm/532nm双波长激光器和375nmLED作为激发光源，可获得较为全面的水下荧光信号，包括类蛋白CDOM、类腐殖质CDOM、叶绿素等。
3、本文利用ICCD开展了CDOM时间分辨荧光光谱技术研究。分别利用355nm和266nm激光器对CDOM进行激发，类色氨酸和两种类腐殖质的荧光寿命均小于10ns，但有所差别，利用荧光寿命不同可对成分进行区分。另外，完成了一套基于ICCD的微脉冲海洋荧光激光雷达系统原理验证，并以此为基础计算了机载海洋荧光激光雷达采用ICCD作为探测器的可行性。
4、开展了荧光-吸收光谱联合探测技术研究，利用液芯光纤作为样品池对吸收进行高灵敏度测量，同时对CDOM荧光光谱进行现场定标，经过实验室对比实验，荧光强度和吸收系数具有较好的相关性(R=0.98)。
5、针对CDOM物质成分分析，从三方面开展了荧光光谱.拉曼光谱联合探测技术研究：深紫外荧光光谱与常规可见光激发拉曼光谱的联合、深紫外荧光光谱与紫外共振拉曼光谱的联合，深紫外荧光光谱与表面增强拉曼光谱的联合，其中第三种联合最为理想。成功地利用一套装置同时获得了CDOM的荧光光谱和表面增强拉曼光谱。
有色可溶有机物;荧光光谱;现场探测技术;联合探测;海洋污染;激光雷达
中国海洋大学
博士
海洋信息探测与处理
刘智深
2011
中文
P733.3
128
2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）