土壤是农业生产与陆地生态系统的基础，沉积物则是河流、湖泊等水体生态系统的“记忆载体”，二者均易通过大气沉降、农业面源污染、工业排放等途径累积重金属、持久性有机污染物（POPs）及营养盐，进而通过食物链富集威胁生态安全与人类健康。因此，精准、高效分析土壤与沉积物的理化性质及污染物含量，是环境监测与生态研究的核心需求。
博清生物科技（南京）有限公司研发的荧光计是针对环境样品开发的专用荧光检测设备，具备宽波长扫描范围、高波长分辨率及抗基质干扰算法，可实现对有机质及典型污染物荧光信号的精准捕捉。
一、材料与方法
（一）研究区域与样品采集
选取河中下游典型流域，根据土地利用类型设置3类采样区，共12个采样点：
1、自然湿地对照区（W1-W4）：位于流域上游未受人类活动干扰的湿地，土壤/沉积物以自然有机质累积为主；
2、农田区（F1-F4）：中游耕作区，长期施用化肥与农药，潜在污染物为氮磷营养盐及农药残留；
3、工业区（I1-I4）：下游工业园区周边，受工业废水、废气沉降影响，潜在污染物为重金属（Cu、Pb、Cd）及PAHs。
（二）仪器与试剂
1、核心仪器：博清生物荧光计；
2、辅助仪器：TOC分析仪、ICP-MS、HPL；
3、试剂：腐殖酸标准品、PAHs混合标准品、甲醇、硝酸，实验用水超纯水。
（三）实验方法
1、样品制备：称取0.1g土壤/沉积物样品，加入10mL超纯水，超声振荡30min，静置10min后取上清液，经0.22μm水系滤膜过滤，得到待测液；
2、荧光光谱扫描：将待测液移入石英比色皿，放入博清生物荧光计，设置扫描模式为 “激发-发射矩阵（EEM）”，记录EEM光谱图；
3、参数提取：从EEM光谱中提取关键参数：①有机质特征峰强度；②PAHs特征峰强度；③荧光指数。
二、结果与分析
（一）不同区域土壤/沉积物的荧光光谱特征
博清生物荧光计测得的EEM光谱显示，不同采样区土壤/沉积物的荧光信号存在显著差异：
1、自然湿地（W1-W4）：仅出现单一强荧光峰，对应腐殖酸与富里酸的特征信号；荧光指数FI=1.8~2.0，表明有机质主要来源于陆源高等植物；
2、农田区（F1-F4）：除有机质特征峰（I₄₅₀）外，在激发290nm/发射330nm处出现弱荧光峰，推测为农药残留（如三嗪类除草剂）的信号；FI=1.6~1.8，说明有机质受农业活动影响（如秸秆还田），陆源与微生物源混合输入；
3、工业区（I1-I4）：出现双荧光峰：①有机质峰强度显著低于湿地与农田，可能因工业污染抑制微生物活性，降低有机质合成；②PAHs特征峰，且I₃₇₀强度与工业区污染程度正相关。
（二）荧光参数与传统指标的相关性
工业区样品中，I₃₇₀与HPLC测得的PAHs总量呈显著线性相关，线性方程为y=0.005x+0.03（y为I₃₇₀，x为PAHs总量，单位μg/kg）。同时，I₄₅₀与重金属总量呈负相关（R²=0.78，p<0.05），推测因重金属抑制土壤微生物活性，减少有机质合成。
（三）博清生物荧光计与传统方法的性能对比
对比博清生物荧光计与传统方法的关键性能指标，可见前者在分析效率与现场适用性上优势显著：
1、前处理耗时：博清法仅需2h，传统方法需12~48 h；
2、检测限：有机质检测限0.05g/kg，PAHs检测限0.1μg/kg；
3、回收率：博清法加标回收率为92%~108%、89%~105%，符合环境监测要求；
4、现场适用性：博清生物荧光计重量仅3.5kg，支持电池供电，可实现野外原位测定；传统仪器需实验室操作，无法现场应用。
三、讨论
（一）博清生物荧光计的技术优势
1、高效性：前处理与分析时间大幅缩短，解决了传统方法“慢响应”的痛点，适合突发污染事件的快速溯源，及大范围区域的批量样品分析；
2、灵敏性：有机质与PAHs的检测限均满足《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准》（GB 15618-2018）与《沉积物质量标准》（GB 18668-2002）的要求，可精准捕捉低浓度污染物信号；
3、多参数同步分析：通过EEM光谱可同时获取有机质组成（FI）、污染物含量（I₃₇₀）及生态响应（如有机质与重金属的负相关反映微生物活性抑制），为生态研究提供多维度数据；
4、环境友好：无需大量有机溶剂与强酸，减少二次污染，符合“绿色分析”理念。
（二）局限性与优化方向
1、基质干扰：黏土矿物对荧光信号有吸附作用，可能导致I₄₅₀低估TOC含量。未来可通过添加分散剂或采用化学计量学方法解析重叠信号；
2、污染物特异性：目前仅验证了PAHs的荧光识别，对于其他POPs的特征峰需进一步标定；
3、定量精度：虽与传统方法相关性良好，但在高浓度污染样品中，荧光信号易饱和，需优化样品稀释比例。
（三）应用前景
博清生物荧光计的应用可拓展至多个领域：
1、环境监测：流域尺度土壤/沉积物污染普查、农田面源污染动态监测、工业场地修复效果评估；
2、生态研究：有机质来源与迁移转化、污染物-生物相互作用；
3、农业生产：土壤肥力快速评估、农药残留现场检测。
四、结论
（一）博清生物科技（南京）有限公司研发的荧光计可通过EEM光谱精准识别土壤/沉积物中有机质与PAHs的特征荧光信号，荧光参数可有效表征样品的理化性质与污染特征；
（二）该仪器测得的I₄₅₀与TOC含量、I₃₇₀与PAHs总量呈显著正相关，加标回收率符合环境监测要求，定量精度与传统方法相当；
（三）相较于传统方法，博清生物科技（南京）有限公司研发的荧光计具有前处理简单、便携性强、环境友好的优势，为土壤与沉积物的高效监测及生态研究提供了新工具；
（四）未来通过优化基质干扰校正方法与污染物特征峰标定，可进一步提升仪器的适用性，推动其在环境与生态领域的规模化应用。
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