油田联合站含油污水透射光谱分析研究

利用(TU-1901/1900)双光束紫外可见分光光度计测量研究了大庆油田某联合站含油污水透射光谱特性,并分析了含油量和光程对含油污水光谱特性的影响。研究表明:相同光程下,不同含油量含油污水的透射光谱形状相近,并且不同含油量对含油污水的透射光谱有显著的影响。在200~380 nm波段内,同一光程下含油污水透射率随含油量的增加而减小;在380~850 nm波段内,含油污水透射率变化较平缓且逐渐趋于稳定;在850~900 nm波段内,含油污水透射率有随光程增加急剧下降的趋势。     

太阳跟踪聚光高加速老化试验系统特性研究

目的对自主研制的基于"冷光"反射镜户外高加速光老化系统特性展开研究。方法利用大气环境条件监测技术获得系统样机关键性能数据。结果"冷光"反射镜在295～700 nm波长范围内的反射率达到90%以上,增强了系统样机在该波长范围内的反射太阳光谱,在310nm波段处获得约3.5倍太阳直射辐照强度。聚光太阳辐照分布均匀,靶板处平均辐照强度最大可达0.655 W/(m2·nm),标准偏差为2.6%。白天样品表面温度不超过直接暴露样品表面温度10℃,样品周围空气湿度与大气相对湿度接近,并可通过喷淋系统控制样品周围空气的相对湿度,以模拟多种自然气候环境。结论经过对比系统太阳光谱、辐照强度及温湿度等特性数据,系统增强了紫外辐照强度,并有效控制了试验样品的温度和湿度,可为系统自然加速试验老化机理及相关性研究提供数据支持。     

空间紫外辐射高加速地面模拟技术

目的实现空间紫外辐射地面高加速模拟。方法分别利用氙灯和氘灯作为近紫外和远紫外的模拟源,利用反射滤光技术实现对可见红外波段光谱的过滤,利用准直和发散技术实现不同的辐照面积,利用热沉和浴油温控实现温度控制,搭建光学性能原位测试系统,对辐照腔和试验腔进行分离设计。结果实现了Φ300 mm面积上1~15 SC和Φ180 mm面积上5~24 SC的近紫外的加速模拟,以及Φ150 mm面积上辐照度为10.5SC的远紫外加速模拟,具有–70℃~+110℃的样品快速温度控制,具备光谱反射率原位测试,以及辐照腔与测试腔分离操作的功能。结论建立了具有高加速倍率的近紫外和远紫外的地面辐照加速模拟装置,具备较宽范围的温度快速控制和光谱反射率的原位测试功能。     

多光谱数据定量反演土壤营养元素含量可行性分析

运用室内光谱模拟多光谱数据,采用回归分析方法建立土壤营养元素含量预测模型,并进行验证.首先,根据光谱响应函数将实验室光谱数据重采样至多光谱传感器（TM和 ASTER）波段;然后,分别利用多元逐步回归（SMLR）和偏最小二乘回归（PLSR）方法,建立建模土壤样本实测光谱以及模拟光谱（TM和ASTER）与土壤营养元素含量间的经验模型;最后,利用检验土壤样本进行模型精度验证.与实测光谱模型相比,模拟光谱模型对土壤营养元素含量的预测精度受光谱分辨率的影响并不大.模拟光谱模型对N、P、K元素含量预测精度最高分别为0.89、0.79和 0.67.土壤N、P、K元素含量SMLR模型的入选波段分别位于2 000～2 300　nm、1 650～1 800　nm和600～800　nm波长附近范围内; 土壤N、P、K元素含量PLSR模型的系数表明,近红外（NIR）波段对总氮和总磷元素含量比可见光（VIS）波段敏感,而VIS对K元素含量预测的贡献更大.利用多光谱数据进行土壤营养元素含量的估测具有理论上的可行性;由于不同元素对不同光谱波段的响应不同,在选择多光谱遥感数据时要充分考虑传感器的波段特征.     

紫外光与合成材料的光老化

系统分析了太阳近紫外能量累积值与紫外能谱实测结果及实测阳光碳弧、紫外碳弧、氙灯等人工光源紫外能谱分布图;阐明了应以太阳紫外能谱(290～400nm)为依据,重点考察了人工光源紫外能谱的模拟性和紫外能量。以此评价合成材料老化与防老化行为,状态会更趋真实性、科学性与可比性。经试验分析的结果,氙灯的确是一种理想的人工光源。     

西藏地面太阳光谱观测

通过使用德国TriOS公司生产的RAMSES-ACC-UV/VIS光谱仪,在2016—2017年对西藏四个地区(拉萨、林芝、阿里和定日)进行了阶段性的太阳光谱(波长280—950 nm)实地观测。初步研究了西藏四个地区地面太阳光谱强度、光谱曲线特征以及光谱随时间的变化等,结果显示在本次观测期间,2017年7月21日(晴天)当地正午(北京时间13点58分)拉萨晴天光谱在476.6 nm波长处出现强度最高,峰值达到2.05 W?m~(-2)?nm~(-1)。同时对比了观测期间拉萨与定日、拉萨与林芝的当地正午晴天太阳光谱特征,对比结果表明:定日光谱强度高于拉萨,拉萨光谱强度高于林芝。定日光谱曲线平滑程度高于拉萨,拉萨光谱曲线平滑程度高于林芝,主要由水汽、氧气吸收造成。     

西藏阿里地表面太阳光谱观测

阿里位于青藏高原西部,是太阳能资源极其丰富的地区.本次在西藏阿里噶尔县(海拔4280 m,32°30′02″?N,80°06′01″?E)夏至日前后,对波长在280?—?1200 nm的太阳光谱进行了短期观测.结果显示:阿里2020年6月21日12:34,在482 nm波长处出现了太阳光谱辐射强度的最大值2.33 W·?m?2·?nm?1,对比观测点拉萨的最高太阳光谱强度出现在2020年6月27日13:56,波长482 nm处光谱强度为2.80 W·?m?2·?nm?1,在太阳直接辐射、大气中云层及微粒的散射辐射、地表面反射辐射的叠加下,这两地的最高太阳光谱强度都超过了AM0最高光谱强度;将阿里2020年6月22日日中时刻的太阳光谱与AM0、AM1.5标准光谱进行对比,可以看出:阿里的紫外、可见光谱的强度明显高于AM1.5,且接近AM0;阿里2020年6月21日出现了"日食"现象,太阳光谱也随着日食的初亏?—?食甚?—?复圆变化.此次观测为青藏高原西部地区提供了稀有的太阳光谱数据支撑,有利于整个西藏太阳能利用的发展.     

秋季东海有色溶解有机物(CDOM)的光学特性

应用紫外和荧光光谱分析2012年秋季中国东海海域中有色溶解有机物(CDOM)的光学特性,探讨了CDOM在表层海水中的含量和分布,光谱斜率Sg值的时空分布及CDOM荧光组成成分。结果表明:调查海域(盐度范围为23.45~34.41)表层水中CDOM的吸收系数a(355)的范围为(0.0230~2.685)/m,平均值为0.421/m,该值低于其它入海口或近海海域值;光谱斜率Sg值的范围为(0.00236~0.0371)/nm,平均值为0.0116/nm,表现出中层最大、底层次之、表层最低的趋势。并采用平行因子分析法(PARAFAC)分析CDOM的荧光光谱,得出CDOM至少有以下4种组分:C1(255/295,520 nm)、C2(305/420 nm)、C3(280/330 nm)及C4(385/470 nm),其中C3反映出类蛋白质的特性,是海洋生物转化产物;C2、C4受陆源输入的影响,表现出类腐殖质的荧光性质;而C1则受控于浮游植物的生长。     

渭干河-库车河三角洲绿洲土壤盐渍化现状特征及其与光谱的关系

利用遥感、土壤光谱及土壤盐分数据相结合的方法进行土壤盐渍化监测,选择2组不同特征的变量,对渭干河-库车河三角洲绿洲土壤盐渍化的现状特征进行了探讨,并计算了14个盐分因子与光谱波段(405 nm,410 nm,…,890 nm)的Pearson相关系数.结果发现,除少数光谱波段外,盐分因子与光谱波段之间的相关性并不显著. 在此基础上,利用后向多元线性回归分析,建立了部分盐分因子的预测模型,并对pH模型的精度进行了验证. 最后在野外考察,GPS定点和土壤采样分析的基础上,给出了土壤盐渍化程度及其分布范围.      

污泥热水解过程中有机物分子量和荧光特征变化规律

运用三维荧光光谱技术对污泥热水解过程中不同分子量范围内有机物的荧光特性进行了研究.结果表明,在原污泥和热水解污泥各分子量范围内均有4 个明显的荧光峰:Peak A [Ex/Em 为(240~260nm)/(379~457nm)]、Peak B [Ex/Em 为(275~290nm)/(305~351nm)]、Peak C[Ex/Em 为(315~340nm)/(372~445nm)]和Peak D [Ex/Em 为(350~425nm)/(438~495nm)],分别为紫外区类富里酸荧光、类蛋白荧光、可见区类富里酸荧光、类腐殖酸荧光.污泥中的类富里酸荧光物质和类腐殖酸荧光物质在热水解过程中发生的主要反应是溶解液化,而类蛋白荧光物质发生的主要反应是水解反应.     

太湖水体上行漫射衰减系数的变化特征研究

水体上行漫射衰减系数是反映水体中上行光强衰减的重要光学参数,它直接影响着水下光场分布,对水环境生态系统变化具有重要意义.然而,对于太湖水体而言,上行漫射衰减系数的变化特征尚不明确.为此,本课题组于2010年4月29日到5月2日对太湖水体28个采样点进行了野外原位观测,获取了相应的水体光学参数和水质参数数据集.在分析水体上行衰减系数光谱特征和空间分布特征的基础上,对其与太阳高度角、悬浮物浓度和叶绿素浓度之间的关系进行了研究.结果表明,上行漫射衰减系数的光谱特征表现为短波蓝光部分衰减系数较大,长波红光部分衰减系数较小,且衰减系数在575~700 nm之间随着波长的增加变化不明显,在675 nm附近出现相对高值,其与叶绿素a浓度存在显著的相关关系(r=0.574,n=28,p<0.05).下行与上行漫射衰减系数随波长的变化特征大致相似,其差值谱线的变化规律为:小于400 nm的范围内,呈线性减小;在400~800 nm之间除760 nm附近有一峰值外,其余部分基本无明显变化;大于800 nm时,又迅速增加.上行衰减系数在不同湖区的空间分布大致为:开阔水域区>草型湖区>典型藻型湖区>草、藻过渡型湖区,藻型和草、藻过渡湖区在675 nm附近的峰值皆较为明显.上行衰减系数基本上随太阳高度角的增大而减小,上行漫射衰减系数与悬浮物浓度的偏相关性最好(r=0.963,n=28,p<0.05),太阳高度角次之(r=0.474,n=28,p<0.05),叶绿素浓度的最低(r=0.175,n=28,p<0.05).     

纳米铁酸镍的制备及可见光催化性能研究

利用水热法制备了纳米铁酸镍,表征了其微观结构和光谱性能,并以罗丹明B溶液作为目标污染物,研究了铁酸镍催化剂的可见光催化性能。结果表明:所制备铁酸镍的微观形貌为由直径200-300 nm左右的类似球形小颗粒组成的大颗粒,平均粒径为95.60 nm,在紫外-可见光谱区均有较强的光吸收。光催化过程中催化剂的适宜用量为0.05 g,少量H2O2的加入有助于提高罗丹明B溶液的降解率。催化剂用量为0.05 g,加入0.4 mL 30%的H2O2,降解50 mL 20 mg/L罗丹明B溶液,模拟太阳光照射240 min后降解率能够达到99.2%。在实际太阳光照射下,240 min后罗丹明B溶液的降解率可以达到85.2%。     

平板式太阳能光催化净水器对集雨水中Cr（Ⅵ）还原

以解决西部干旱地区集雨水深度净化为目的,研制了一款平板式太阳能光催化集雨水净水器,以低温水热法在土工布上负载了TiO2光催化剂,以C(rⅥ)为模拟污染物,分别在室内不同条件下及在太阳光下进行了光催化还原实验。结果表明,以自来水(pH=7.2)配制的浓度为0.25 mg/L的C(rⅥ)、在流量为5 L/h、光强为1 mW/cm2的条件下,出水口C(rⅥ)的还原率可达到83.57%;而在夏季太阳光的照射下,C(rⅥ)的还原率可达到95.88%,完全达到集雨水中C(rⅥ)去除的要求。该净水器具有造价低廉、操作简单、节能环保的特点,适于西北干旱农村分户使用。     

太阳辐射试验标准中的太阳光谱分布

目的为太阳辐射试验标准、光老化试验标准修订时正确选择太阳光谱提供依据。方法辨析CIE NO.20,CIE NO.85两种出版物太阳辐射光谱特点,从五个方面对此问题进行探讨,统计这两种太阳辐射光谱带宽辐照度的误差;分析相对空气质量、臭氧与水分、云层光学厚度、地表反射率等因素对太阳辐射光谱辐照度的影响;分析人工辐射光源光谱分布特点,以及它们与太阳辐射光谱的差别;分析当前光老化试验标准对光谱辐照度允差的要求;介绍光老化试验结果间的可比性。结果 CIE NO.85光谱更准确、更细致,但其波长范围较窄,两种光谱辐照度的差别很小,大气环境中许多因素会降低到达地面的光谱辐照度;人工辐射光源光谱与太阳光谱的误差、光老化试验标准中光谱辐照度允差都远大于前述太阳辐射光谱间的误差,标准对太阳光谱波长范围的要求比CIE NO.85光谱宽。结论太阳辐射试验标准、光老化试验标准修订时,仍可选用CIE NO.20光谱作为太阳辐射光谱。     

太湖典型草、藻型湖区有色可溶性有机物的吸收及荧光特性

2004年4月对太湖典型草、藻型湖区东太湖和梅梁湾有色可溶性有机物(CDOM)的吸收和荧光特性进行了研究.通过实验测定方法得到东太湖和梅梁湾CDOM的光谱吸收系数及其荧光值.结果表明,溶解性有机碳(DOC)的浓度在6.3～17.2 mg/L间变化,其均值为9.08±2.66 mg/L;CDOM在280 nm和355 nm的吸收系数分别为11.2～32.6 m^-1(平均值17.46m-1±5.75 m^-1)和2.4m～8.3 m^-1(平均值4.17 m^-1±1.47 m^-1);355 nm波长处CDOM的比吸收系数为0.31～0.64 L·(mg·m)^-1,平均值0.46L·(mg·m)^-1±0.08 L·(mg·m)^-1.355 nm的激发波长、450 nm的发射波长处的荧光值的变化范围0.50～3.91 nm^-1(平均值1.32nm-1±0.84 nm^-1).2类草、藻型湖区的DOC浓度、CDOM吸收系数、355 nm处荧光值均存在显著性差异,但CDOM比吸收系数和指数函数斜率则没有显著性差异,由此则反映了CDOM来源的一致性.CDOM的吸收系数与DOC浓度的相关性随波长的降低而增加,在短波部分存在明显的正相关.355 nm处的荧光值、DOC浓度与CDOM吸收系数存在如下显著性的正相关关系:F_n(355)=0.544(±0.035)a(355)-0.946(±0.152),DOC=1.537(±0.196)a(355)+2.683(±0.862).280～500 nm、280～360 nm、360～440 nm指数函数斜率分别为14.37μm^-1±0.73μm^-1、19.17μm-1±0.84μm^-1、13.38μm-1±0.82μm^-1.     

西安市不同天气下可培养微生物气溶胶浓度变化特征

为探明天气状况对可培养微生物气溶胶分布特性的影响,于2014年8月-2015年7月利用Anderson六级空气微生物采样器对西安市微生物气溶胶进行采样,通过培养法检测分析了可培养细菌和真菌气溶胶在1 a的月际与季节性浓度变化特征,重点研究了不同天气状况下气溶胶的浓度与粒径分布.结果表明:西安市可培养细菌和真菌气溶胶月均浓度均在10月最高,分别为（1 004.81±546.14）和（765.54±544.36）CFU/m3.可培养细菌和真菌气溶胶的季节平均浓度均在夏季最低,分别为（361.96±56.96）和（280.33±74.43）CFU/m3;不同天气条件下气溶胶的浓度变化为晴天 < 雨天 < 阴云天 < 霾天.可培养细菌气溶胶在晴天、阴云天、雨天和霾天粒径分布的峰值分别出现在3.3~4.7、4.7~7.0、3.3~4.7、3.3~4.7 μm区间上,表现为明显的单峰分布;而可培养真菌气溶胶的粒径分布在非霾天则无显著性差异（P>0.05）.不同天气状况下可呼吸微生物气溶胶均超过总微生物气溶胶的60%.各天气状况下可培养细菌气溶胶的几何中值直径大于真菌气溶胶.      

平板构型太阳光催化反应系统中甲基橙降解脱色研究

利用太阳光作为光源，采用自制的非聚焦开放式平板构型光催化反应装置和二氧化钛悬浆体系，以甲基橙溶液光催化脱色为依据，考虑了不同催化剂投加量、溶液初始浓度、ＵＶ辐射强度及体系流量等因素条件下，反应系统的运行情况．实验结果表明，自制的平板式太阳光反应系统能够很好的利用太阳光，在较广泛的运行条件下均能达到较高的去污效果．本实验的最佳运行条件为：平均ＵＶ光照强度２６９３Ｗ／ｍ２的晴天，ＴｉＯ２催化剂投加量１ｇ／Ｌ，系统循环流量１６００Ｌ／ｈ，初始浓度为２０ｍｇ／Ｌ的甲基橙溶液１５Ｌ，光照１ｈ色度去除率达８３６％以上，光照２ｈ达９７９％．     

太湖水体中悬浮颗粒物的比吸收光谱特性及其参数化分析

通过对太湖水体的野外采样,利用定量滤膜技术测量了水体中浮游植物色素的吸收系数(aph(λ))和非色素颗粒物的吸收系数(aNAP(λ)),进而推算比吸收系数.同时,对浮游植物色素和非色素颗粒物的比吸收系数的时空变化特征进行了分析.结果表明,浮游植物色素的比吸收系数(ap*h)在蓝光440nm的变化范围为0.008～0.268m2·mg-1,在红光670nm的变化范围为0.004～0.098m·2mg-1;;通过K-Mean算法将浮游植物色素的比吸收光谱分成3种具有不同光谱特征的类型,类别1、2和3占总数的百分比分别为61.0%、12.2%和26.8%,表明太湖水体中浮游植物色素的比吸收光谱是以类别1为主;;色素包裹效应因子Qa*(675)在Chla浓度<50mg·m-3时,随Chla浓度的增大迅速减小,而在Chla浓度>50mg·m-3时,其减小的趋势趋于缓慢,Qa*(675)与Chla浓度呈现出较好的幂函数关系.非色素颗粒物的比吸收系数(aN*AP)在蓝光440nm处的变化范围为0.012×10-3～0.143×10-3m2·mg-1,利用此处的比吸收系数建立的非色素颗粒物比吸收光谱的参数化模型,光谱曲线斜率...     

Nanosecond pulsed laser micromachining of PMMA-based microfluidic channels

This paper reports an investigation into the effects of nanosecond laser processing parameters on the geometry of microchannels fabricated from polymethylmethacrylate (PMMA). The Nd:YAG solid-state pulsed laser has a wavelength of 1064 nm and a measured maximum power of 4.15 W. The laser processing parameters are varied in a scanning speed range of 400–800 pulses/mm, a pulse frequency range of 5–11 Hz, a Q-switch delay time range of 170–180 μs. Main effects plots and microchannel images are utilized to identify the effects of the process parameters for improving material removal rate and surface quality simultaneously for laser micromachining of microchannels in PMMA polymer. It is observed that channel width and depth decreased linearly with increasing Q-switch delay time (hence average power) and increased non-linearly with higher scanning rates and not much affected by the increase in pulse frequency.     

基于实测光谱的杭州湾悬浮物浓度遥感反演模式

悬浮物是我国近海水质遥感监测的主要参数之一.利用ASD地物光谱仪测量杭州湾水体的反射光谱,同步采集表层水样获取悬浮物浓度,模拟水色卫星MODIS和MERIS的波段设置提取遥感反射率,基于人工神经网络分别建立2种悬浮物浓度的遥感反演模式.实测结果表明,杭州湾水体中悬浮物浓度较高,泥沙含量远远大于叶绿素浓度,平均值分别为705 mg/L和1.164 mg/m³;2个监测站位的悬浮物浓度表现出时空上的差异,尤其是随潮汐变化的短周期变异十分显著;实测水体反射率光谱曲线在650～700 nm之间与800 nm附近分别出现峰值,光谱曲线一阶微分结果显示第一反射峰的位置随着悬浮物浓度增大向长波方向移动.基于神经网络建立的模拟算法充分利用了卫星不同通道的光谱信息,可以同时模拟水体中色素与非色素悬浮物的浓度,模型取得了较好的拟合效果,R²均大于0.95,可以应用于实际卫星遥感反演,尤其是MERIS数据,因其具有相对较高的空间分辨率,在近海水环境遥感监测中的应用前景更为广阔.