二龙湖表层水体有色溶解有机物的光学特性及来源

CDOM（colored dissolved organic material,有色溶解有机物）的光学特性可反映水体中内源物质与外源物质的比例,为了解二龙湖受到上游来水所含污染物的影响,利用荧光区域一体化技术和荧光指数分析水体中CDOM的荧光特性,进而判定水体污染状况,并结合CDOM荧光组分与水质参数之间的关系,探讨了不同季节二龙湖水体中CDOM光学特性在时空分布上的差异性以及CDOM的组成与来源.结果表明:①水相中CDOM表现出明显的季节性差异.其中,光谱斜率S_g（275~295 nm）和E_{250 nm:365 nm}〔a_CDOM（250）/a_CDOM（365）〕均表现为丰水期>平水期>枯水期,SUVA_{254 nm}表现为枯水期>平水期>丰水期.②水体中的荧光组分以外源组分R3（富里酸类物质）和R5（腐殖酸类物质）为主,在枯水期、丰水期和平水期分别占总荧光强度的70.0%、60.4%和51.3%.③在丰水期、枯水期、平水期,FI_{310 nm}平均值均大于0.8,FI_{370 nm}平均值均小于1.4,表明在3个水文期,微生物活动带来的内源CDOM在二龙湖南部较为明显.④ρ（DOC）（dissolved organic carbon,溶解性有机碳）与CDOM的荧光组分R2（色氨酸类组分）、R4（可溶性微生物副产物组分）和R5（腐殖酸类组分）均具有较好的相关性,相关系数（R）分别为0.71、0.80、0.73,表明DOC主要源于微生物代谢的可溶性副产物及浮游植物的降解.研究显示:水体中CDOM主要组成为内源的色氨酸与微生物蛋白质类副产物以及外源的富里酸类与腐殖酸类有机物;同时,由于冰冻、降水、生活污水排放、农业废水和水生植物等因素,导致湖泊中的CDOM的组分与来源十分复杂.      

IWO-PSO-SVR算法在甲烷检测中的应用

提出一种入侵杂草算法改进的粒子群算法（IWO-PSO）用于支持向量机（SVR）算法来快速实时检测甲烷气体浓度系统,气体红外激光差分吸收法检测系统基于甲烷气体分子在1650nm处泛频光谱吸收带,结合可调谐二极管吸收光谱（TDLAS）与波长调制光谱（WMS）.选择半导体激光器瞬时输出光功率变化范围5.0~10.6mW,瞬时波长变化范围1650~1651nm,瞬时调谐频率范围0.0048~0.0115nm/mA;采集山东淄博某农场2019年3月份全天气体样本,随机抽取15组样本作为训练集,建立以光谱峰面积作为输入值与气体浓度作为输出值的IWO-PSO-SVR、SVR、PSO-SVR和PSO-BP定量分析模型,对测试集4种浓度的甲烷分别进行预测;结果表明,通过IWO-PSO-SVR定量分析模型效果最佳,4种甲烷浓度预测值与真实值相对偏差分别为0.115%、0.109%、0.131%、0.120%,均低于0.0014;相关系数分别为0.9987、0.9966、0.9899、0.9975均高于0.98;预测时间分别为1.35、1.54、1.35和1.33s,模型经过1000次训练对气体的检测精度为10^-5,与同类别检测系统相比,具有很强的理论研究价值和工程应用价值.     

流动海水环境中人工破损有机涂层的劣化过程研究

目的研究流动海水环境中人工破损有机涂层的劣化过程。方法使用电化学阻抗谱(EIS)技术对比研究流动海水与静止海水环境中破损涂层的劣化行为,跟踪观察涂层宏观形貌演变。结果根据EIS响应特征,发现流动海水中的人工破损有机涂层劣化更快,且在浸泡后期流动海水中破损涂层没有形成扩散阻抗。根据涂层宏观形貌发展,发现静止海水中涂层仅围绕破损处出现了面积较小的锈点和鼓泡,而流动海水中涂层因劣化而产生的锈点和鼓泡面积更大且大量分布在整个涂层表面。结论当人工破损有机涂层在流动海水和静止海水环境的浸泡过程中,涂层劣化首先从人工破损处开始。破损处成为局部腐蚀反应主要的阳极区,破损处周围的区域和涂层内在缺陷处成为扩展腐蚀反应的阴极区。流动海水中涂层的腐蚀产物累积与脱落更加频繁,导致涂层劣化速度加快和基体金属腐蚀加剧。     

吸水性还原性材料对煤自燃影响的实验研究

为了解决吸水性盐和还原性材料仅依靠其单一特性抑制煤自燃而抑制效果并不理想的问题,提出了利用羟甲基磺酸钠的吸水性和还原性来抑制煤自燃。将原煤-20%羟甲基磺酸钠通过对比原煤、原煤-20%MgCl2和原煤-20%VC,利用程序升温实验和FTIR测试来研究其抑制煤自燃的效果。研究结果表明:3种溶液处理煤均在一定程度上抑制了煤自燃,其中,20%羟甲基磺酸钠溶液对抑制煤低温氧化的效果最好,经过其处理的煤样表观活化能最大,同时,依靠其还原性很好地保护了煤中的亚甲基和羟基不被破坏,抑制煤自燃效果明显优于20%MgCl2溶液和20%VC溶液。     

一种高效测试污泥可生物降解性的实验方法研究

污泥的可生物降解性能由其有机组分的生物可及度和组分分子的复杂度共同决定。通过采用化学分级提取方法研究污泥组分的生物可及度,使用不同强度的提取溶液分离出4种化学可及度不同的提取组分,同时结合三维荧光光谱法对各组分中有机物质的复杂度进行分析。分析结果表明:组分的化学可及度与其生物可及度之间存在正相关关系;生物可及度较高,其成分有机物分子结构简单的组分SPOM(soluble particulate organic matter,SPOM)与REOM(readily extractible organic matter,REOM)在厌氧消化过程中降解率较高,分别为59.2%与46.3%的COD;而生物可及度低,组成复杂的组分SEOM(slowly extractible organic matter,SEOM)与PEOM(poorly extractible organic matter,PEOM)的生物降解率分别只有18.4%和5.8%的COD。     

施用生物质炭对黑土黑碳含量和结构特征的影响

生物质炭(Biochar,Bc)是黑碳(Black Carbon,BC)的一种,当前关于生物质炭在农业上的研究大都集中在其对土壤理化性质和作物生长的影响,而关于施用生物质炭对土壤黑碳结构和数量影响的研究很少.为了解施用生物质炭对土壤黑碳的影响,本试验采用盆栽试验的方法,设置4个处理,施加生物质炭量分别为0(CK)、6、12和24 t·hm-2,采用Wolbach-Anders法对土壤中的黑碳进行提取,运用元素分析、红外光谱和热重分析等方法研究了不同施入量的生物质炭对土壤黑碳产生的影响.实验结果表明:施用玉米秸秆生物质炭能明显增加土壤中黑碳的含量,随着生物质炭施用量的增加,不同处理相对于对照(CK)中土壤黑碳含量分别提升7.04%、22.96%和46.90%.施用玉米秸秆生物质炭降低了黑碳的脂族性、氧化性,提升了黑碳的缩合度、芳化度,提高了黑碳结构的稳定性,提高了土壤黑碳的热稳定性.施用玉米秸秆生物质炭能够提高p H,提高土壤的速效养分含量.     

硝酸盐浓度对微生物燃料电池阳极产电性能的影响

采用以假单胞菌Pseudomonas sp.C27为阳极优势菌属的微生物燃料电池(MFC)为研究对象,重点考察了进水中的硝酸盐浓度对于MFC系统产电及污染物去除的影响.实验结果表明,硝酸盐对于MFC的库仑效率(CE)影响较大,当硝酸盐浓度为250 mg·L~(-1)时,其电压下降段库仑效率仅为0.17%,而阳极未加入硝酸盐时,库仑效率为9.3%.当阳极初始硝酸盐浓度由0 mg·L~(-1)增加到250 mg·L~(-1)时,系统的传荷内阻由16.3Ω下降至11.2Ω,输出电压经短暂的电压下降后迅速回升至稳定,其稳定阶段输出电压与未受抑制阶段基本持平,最大输出功率可达到120 m W·m~(-2)左右.当硝酸盐浓度大于300 mg·L~(-1)时,硝酸盐对阳极微生物产电活性造成不可逆的抑制作用,系统产电能力大幅度下降且无法恢复至未受抑制阶段.可见,阳极生物反硝化过程对阳极生物产电具有电子竞争作用,过高的硝酸盐浓度会造成阳极生物膜产电性能降低甚至完全丧失.     

波长色散-X射线荧光光谱法测定PM2.5中23种元素

研究以单元素标准膜为基础，结合NIST SRM 2783颗粒物滤膜标准样品，建立了波长色散-X射线荧光光谱法测定PM_2.5中23种无机元素的测定方法，优化了测试条件，测量一个样品耗时约15 min，计算了各元素的方法检出限。对NIST SRM 2783滤膜标准品在一周内重复测定10次来计算方法的准确度与精密度，测定结果显示大多数元素的测量值在给出的参考值范围内，且测量标准偏差一般在10%以内。对比了石英与聚四氟乙烯材质（Teflon）滤膜的空白值，石英滤膜中Si、Fe、Na、Mg、Al、K、Ca等元素的背景值较高，Teflon滤膜的背景值较低，推荐选用Teflon滤膜作为PM_2.5组分分析采样滤膜。分别用波长色散-X射线荧光光谱法及酸消解-ICP-MS法测定了样品膜中的元素组分，得到的测定结果基本一致。     

鲤体内芳香烃受体的分离纯化及其与葸的相互作用

从暴露于污染物蒽的鲤肝脏中提取出芳香烃受体,并采用紫外可见分光光度计进行最大吸收波长扫描,再通过离子交换层析法分离纯化鲤体内的芳香烃受体,并采用聚丙烯酰胺凝胶电泳对受体进行鉴定,最后通过傅里叶变换红外光谱探讨芳香烃受体与蒽结合后的结构变化.结果表明,提取的芳香烃受体在280 nm处有特征吸收峰,测得质量浓度为27.3 mg/mL.通过离子交换层析法纯化了单一组分的受体蛋白质,其相对分子质量约为110 kD.测定了芳香烃受体的红外光谱,与蒽结合后其在一定波段的谱峰发生了明显位移,表明污染物配体蒽能与芳香烃受体结合,并对其蛋白二级结构产生明显影响.     

Sedimentology models from activity concentration measurements: application to the “Bay of Cadiz” Natural Park (SW Spain)

A previous study on seabed sediments of the Bay of Cadiz (SW of Spain) enabled us to identify several relations between sedimentological variables and activity concentrations of environmental radionuclides such as ¹³⁷Cs, ²²⁶Ra, ²³²Th and ⁴⁰K. In this paper the study has been extended to a large neighbouring inter-tidal area in order to establish if the above mentioned models can be generalized. As a result we have determined that the measured activity concentrations are closely to the values predicted by the theoretical models (correlation coefficient range = 0.85–0.93).