河流和湖泊在城市水体生态系统中扮演着重要角色，但是由于其自身调节能力有限以及人类活动频繁，导致水体富营养化现象频发。硝酸盐（NO3−）是引起城市水体富营养化的关键因素之一，因此在水体富营养化控制和管理过程中，开发硝酸盐（NO3−）含量快速测定技术至关重要。常规的水体硝酸盐（NO3−）测定方法包括减压蒸馏法、比色法、离子电极法等，这些方法不仅费时费力，还容易造成二次污染。傅里叶变换衰减全反射红外光谱（FTIR-ATR）作为一种无损分析手段，为城市水体硝酸盐（NO3−）的快速检测提供了选择。
基于此，江苏开放大学环境生态学院干方群教授研究团队，在不同季节，从南京六个典型自然水体水系（玄武湖、百家湖、九龙湖、月牙湖、夹江和秦淮河）中采集水样，利用傅里叶变换红外衰减全反射光谱（FTIR-ATR）结合反卷积和偏最小二乘回归 （PLSR）化学计量算法，建立了水体硝酸盐（NO3−）的测定模型，实现了对城市水体硝酸盐（NO3−）含量的快速定量检测，检出限达到0.5 mg/L。在光谱测定过程中，水体碳酸根离子（CO32-）对硝酸盐（NO3−）模型的预测能力影响较大，模型的预测能力随碳酸根离子（CO32-）浓度增高而降低，通过设定不同浓度的碳酸根离子（CO32-），发现当水体碳酸根离子（CO32-）大于10 mg/L时，模型将不能用于硝酸盐（NO3−）的定量测定。该研究为自然水体硝酸盐（NO3−）的快速测定和水体富营养化预防管理提供了选择和技术支撑。
该研究成果发表在环境科学领域TOP期刊《Journal of Environmental Management》。该工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、中国科学院战略先导研究计划和江苏高校“青蓝工程”的资助。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301479722010258?dgcid=coauthor
（文图：吴珂；审核：干方群）
