胡敏酸衰减全反射-傅里叶变换-红外光谱研究

胡敏酸是土壤有机质的重要组成部分。胡敏酸的物化结构和特性直接影响其环境地球化学行为,因此,也是胡敏酸地球化学研究的重要内容。傅里叶变换-红外光谱是胡敏酸物化结构和性质研究的强大工具,以往的研究通常采用压片-透射吸收法来研究分析胡敏酸的有机官能团信息。本工作采用透射-傅里叶变换-红外光谱和衰减全反射-傅里叶变换-红外光谱两种分析方法对比研究了黄壤和石灰土中胡敏酸的有机官能团信息。结果表明,两种分析方法给出完全一致的研究结果,即:黄壤胡敏酸脂肪碳含量较高,芳香结构含量较低;石灰土胡敏酸分子的脂肪碳含量较低,芳香结构和含氧官能团含量较高。比较而言,衰减全反射-傅里叶变换-红外光谱操作简便,无需对待测胡敏酸样品进行预处理,可以广泛地应用于胡敏酸红外光谱的分析。     

胡敏酸衰减全反射-傅里叶变换-红外光谱研究

胡敏酸是土壤有机质的重要组成部分。胡敏酸的物化结构和特性直接影响其环境地球化学行为,因此,也是胡敏酸地球化学研究的重要内容。傅里叶变换-红外光谱是胡敏酸物化结构和性质研究的强大工具,以往的研究通常采用压片-透射吸收法来研究分析胡敏酸的有机官能团信息。本工作采用透射-傅里叶变换-红外光谱和衰减全反射-傅里叶变换-红外光谱两种分析方法对比研究了黄壤和石灰土中胡敏酸的有机官能团信息。结果表明,两种分析方法给出完全一致的研究结果,即:黄壤胡敏酸脂肪碳含量较高,芳香结构含量较低;石灰土胡敏酸分子的脂肪碳含量较低,芳香结构和含氧官能团含量较高。比较而言,衰减全反射-傅里叶变换-红外光谱操作简便,无需对待测胡敏酸样品进行预处理,可以广泛地应用于胡敏酸红外光谱的分析。     

不同大气校正方法对浒苔遥感监测效果影响研究

HJ-1 CCD数据具有较高的时间分辨率和空间分辨率,可以实现大范围的浒苔灾害动态监测,大气校正是实现浒苔信息提取的基础,但是不同大气校正方法对同一影像的处理结果会有差异。基于黄海中南部浒苔暴发时期的环境卫星影像,采用FLAASH、6S、COST 3种方法分别对其进行大气校正处理以消除大气影响,并运用NDVI阈值法提取浒苔,通过划分多个研究区以及对光谱特征、NDVI、类间距、混合像元、阈值敏感性、提取结果等多个变化量的统计与分析,比较了3种大气校正方法在浒苔提取中的效果,为后续浒苔定量化监测提供了帮助。结果表明:在采用NDVI阈值法提取浒苔信息时,使用COST大气校正会取得良好的提取效果,其次是FLAASH大气校正方法和6S大气校正方法。     

石化罐区挥发性有机物源强反演技术的研究

石化企业是国民经济的支柱,亦是重大的污染排放源,其中大气污染以VOCs为主,而石化罐区是石化企业最常用的生产装置,研究石化罐区VOCs的核算具有重要的意义。同时,遥感傅里叶变换红外光谱技术以独特的优势,被广泛地应用于大气环境监测中,国内外一些研究学者试图将遥感傅里叶红外光谱技术与VOCs源强反演技术相结合,开发一条VOCs源强核算的新路。基于我国石化罐区的实际情况,提出了一种以遥感傅里叶变换红外光谱技术为监测手段,以石化罐区VOCs源强反演技术-扩散模式反推法为理论基础的石化罐区无组织排放VOCs源强反演的新方法,并介绍了其相关的研究理论、研究方法、研究进展,以及目前所存在的问题,为VOCs源强反演提供了一种新思路。     

强化生物除磷过程中污泥胞内糖原的红外光谱分析

采用傅里叶中红外光谱对强化生物除磷过程中污泥胞内糖原物质进行了表征,并将污泥样品与糖原标样的红外光谱进行对比,确认糖原物质在1020 cm-1峰附近有较明显的特征吸收贡献.因此,采用红外光谱945~1150 cm-1区域内的吸收光谱数据,结合测得胞内糖原的含量,应用偏最小二乘法和BP神经网络算法分别建立了污泥红外光谱与糖原含量的定量分析模型.结果显示,偏最小二乘法得到的测量值与预测值具有较小的平均绝对误差(MAE),其相关系数达到0.921.     

江苏沿海浒苔中重金属含量及食用风险分析

在测定江苏沿海浒苔中重金属含量的基础上,对浒苔食用安全和健康风险进行了评价,为浒苔资源化利用提供了可行途径。实验采用无火焰石墨炉法和原子荧光法对江苏沿海地区浒苔样品中5种重金属进行了检测,并分析了其潜在的可能来源。结果表明,浒苔中5种重金属均有检出,Cu、Cd、Cr、Pb和As的含量范围分别为（7.01~10.85）×10-6、（0.61~1.77）×10-6、（3.97~9.39）×10-6、（1.34~4.74）×10-6和（0.78~1.66）×10-6（干重）。与相关报道相比,浒苔中Cu含量较低,Cd含量较高。Pb的含量超出国标22%~322%之间,As仅有一个点超出标准10.6%。相关性分析的结果表明浒苔中的重金属可能与沿海沉积物中重金属污染密切相关。浒苔安全与食用风险评价结果表明,多种重金属带来的健康风险皆低于5.0×10-5/a,近海捕捞的浒苔食用安全性较高。因此,目前江苏沿海重金属污染不会对市民食用浒苔带来健康风险。     

傅里叶变换红外光谱谱图排疑分析

阐述了傅里叶变换红外光谱的基本原理及特点,并通过利用红外光谱图对未知气体进行分析判定的方法,探讨了这一方法在化学事故应急监测中的应用.     

近红外光谱技术结合主成分聚类分析判别海面溢油种类

鉴于目前没有一种方法能独立解决溢油鉴别的所有问题,本文提出了近红外光谱技术结合主成分聚类分析鉴别溢油种类的方法。通过有机溶剂萃取出自行配制的汽油、柴油和润滑油模拟样品中的溢油后记录其近红外光谱,对5800～6200cm-1区段范围内的谱图经多元散射校正(MSC)、Norris一阶导数平滑预处理处理后求其主成分,并在主成分的基础上引入Ward聚类分析法(离差平方和法)对样品分类。结果表明近红外光谱技术结合聚类分析能对体积分数在0.4～0.8mL/L间的海面溢油样品正确、快速分类,近红外光谱技术结合主成分聚类可作为溢油鉴别的一种辅助方法。     

烟台套子湾5～8月份大型绿藻优势种变迁及分子鉴定

对烟台套子湾海域2009年5～8月份爆发增殖的大型绿藻进行了监测,对优势种ITS区进行扩增测序和分析鉴定.结果表明:5月18日～6月10日,套子湾绿藻优势种为石莼类2009 Ulva-A;6月10日～7月5日,绿藻优势种为浒苔类2009Ente-B;7月5日～8月初,绿藻优势种为刚毛藻2009 Chla-C.三株绿藻分...     

围隔实验中浒苔在不同营养盐条件下的生长比较

近年来浒苔在我国黄海海区大规模暴发,给沿海海区造成了严重的环境问题.为了探究营养盐对浒苔生长的影响,2012年5月在黄海海区进行了现场船基围隔实验.实验共设置12个围隔装置,9种不同的营养盐条件.实验发现,浒苔对营养盐有极强的吸收能力,生长能力很强,在营养盐适中时,相对生长率最高可达82%,即使在低营养盐条件下也会保持10%左右的生长速率.在磷酸盐含量适中时,高浓度的硝酸盐更能促进浒苔的生长;充足、连续的营养盐补充是浒苔绿潮暴发的物质基础.通过浒苔吸收的营养盐含量估算其光合作用产生有机物的质量,发现与浒苔湿重增加量有着良好的线性关系.     

基于间隔偏最小二乘法短程硝化反硝化中无机盐氮的近红外光谱

采用序批式活性污泥反应器(SBR)研究短程硝化反硝化系统中稳定条件下无机盐氮的变化规律,利用小波去噪法对无机盐氮的近红外光谱进行预处理,并用间隔偏最小二乘法(iPLS)建立无机盐氮含量的校正模型(iPLS模型).结果表明:小波去噪法对原始光谱中的部分噪声进行滤除,从而提高了模型的精度.采用最小二乘法对预处理后的光谱进行建模,优选出最佳波长区间并将光谱划分为20个子区间,优选出的氨氮特征波数为8243~8663cm-1,亚硝酸盐氮特征波数为4000~4420cm-1.所建模型对氨氮、亚硝酸盐氮校正时的相关系数(rc)分别达到0.9582、0.9544,校正均方根误差(RMSECV)分别为0.0321、0.0406;预测时的相关系数(rp)分别为0.9184、0.8816,预测均方根误差(RMSEP)分别为0.0790、0.0451.采用实际污水为原水时校正模型对氨氮、亚硝酸盐氮预测的相关系数(rp￠)分别为0.9190、0.8739,预测均方根误差(RMSEP′)分别为0.0578、0.0229.模型对氨氮和亚硝酸盐氮的预测总体效果较好.用小波去噪和最小二乘法建立模型不仅能有效减少建模所需变量数、缩短运算时间,而且模型预测精度较高,为无机盐氮的快速测定提供了一种可行的分析技术.     

紫外-生物过滤联合工艺和单一生物过滤工艺中微生物代谢特性的比较

为了系统阐述紫外预处理对生物过滤塔中微生物代谢特性的影响,比较分析了紫外-生物过滤联合工艺和单一生物过滤工艺中微生物代谢特性的变化规律.研究结果表明,联合工艺和单一工艺中微生物的平均代谢活性(AWCD)分别为0.023～0.038和0.024～0.045cm-1.h-1,联合工艺中微生物平均代谢活性高于单一工艺.不同工艺中微生物对碳源的代谢特性存在显著差异:联合工艺中微生物对胺类、醇类和糖类碳源的代谢能力优于单一工艺,对酯类、氨基酸类和羧酸类碳源的代谢能力与单一工艺相当,而对于聚合物类碳源的代谢能力则弱于单一工艺.     

石化污水厂二级出水溶解性有机物分级解析研究

以某石化污水处理厂二级出水为研究对象,采用大孔吸附树脂将污水中溶解性有机物分离成亲水性物质、疏水酸性物质、疏水中性物质和疏水碱性物质4个组分,分析了各组分的有机物的组成特征、三维荧光光谱特征及红外光谱特征.结果表明,亲水性物质和疏水酸性物质分别占水样中溶解性有机碳的49%和29%,是该石化污水厂二级出水中的主要物质类别.亲水性物质中含有较多的生物源腐殖质类物质,疏水中性物质含有较多的芳香族蛋白质和溶解性微生物代谢产物类物质.4种组分的红外光谱图中600~1200cm-1波数的指纹区波峰数量最多,多为芳香类同分异构体化合物.     

南极菲尔德斯半岛近岸海洋生物体有机锡污染状况

在南极地区已发现丁基锡污染,但有关苯基锡污染及有机锡在食物链中的传递等相关研究尚未见报道.为此,自2014年12月—2015年1月从南极菲尔德斯半岛周边采集了20种海洋生物共32个混合样品(即由多个同种生物个体混合而成),经甲醇/醋酸提取、四乙基硼化钠衍生和弗洛里硅土柱净化等过程处理后,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对样品中一丁基锡(MBT)、二丁基锡(DBT)、三丁基锡(TBT)、二苯基锡(DPhT)和三苯基锡(TPhT)进行测定,并讨论了不同有机锡化合物在食物链中的传递特征.结果表明:海藻、无脊椎动物、鱼类、海豹、鸟类中有机锡含量分别为n.d.~19.5、8.6~11.0、10.8、4.2~12.9、21.6~27.0 ng·g~(-1)(以Sn计,若未注明均以干重计),生物样品中TBT、DBT、TPhT、DPhT均有检出,而MBT均未检出;大型海藻对TBT、DBT有一定富集能力,且TBT一定程度上表现出随营养级生物放大效应;TBT和TPhT在食物链顶端含量最高,同时发现高营养级的生物具有排出部分有机锡的能力.     

2009年和2010年黄海绿潮浒苔的ITS序列分析

2009年和2010年黄海绿潮爆发时,采集了江苏和山东5个站位的13份漂浮浒苔样品,利用PCR扩增和测序获得了浒苔样品转录间隔区ITS序列(包括5.8S rDNA),依据ITS序列基于邻接法(NJ)和最大简约法(MP)构建系统进化树。形态特征比较表明2009年出现在青岛和乳山的浒苔与2010年出现在青岛、响水和如东的浒苔,形态特征相似。主要特征包括主枝明显,充满气体,分枝较多,藻体细胞纵向排列,形状为四边形或多边形,大小为(13～21)μm×(15～28)μm,一般具有一个蛋白核。比较分析2009年与2010年浒苔的ITS序列全长,发现ITS序列相似性为100%,与GenBank中黄海绿潮浒苔的ITS序列信息完全一致。分子系统学和形态学的结果一致表明2009年和2010年黄海爆发绿潮的浒苔为同一种;结合之前的研究结果,表明2007～2010年连续4 a黄海绿潮的形成种均为浒苔(Ulva prolifera)。     

Properties and coagulation mechanisms of polyferric silicate sulfate with high concentration

Polyferric silicate sulfate （PFSS） with high concentration was prepared using the composite-poly method. The coagulation properties and mechanisms of this new complex were probed using TEM, Fe-Ferron timed complex-colorimetric method, and infrared spectrum method. The results showed that the flocculating effect of polyferric silicate sulfate had an advantage over polyferric sulfate （PFS）, as the optimum coagulation effect could be obtained when the Si/Fe mole ratio was 0.75 in accordance with its macrostructure of PFSS. According to the Fe-Ferron timed complex-colorimetric method, the Si species was mainly Sic, whereas, the Fe species were Fea and Fec in the copolymerization system. The infrared spectra indicated that the structure of these new flocculants was formed by polymers, mainly by olation, which was different from polyferric sulfate, and the vibration of M-OH-M of around 1100 cm^-1, also proved that there existed Fe-OH-Fe and its polymers in some forms.     

南北极大气气溶胶单颗粒成分特点研究

运用定量电子探针微区分析技术(EPMA)分别测定了采自北极新奥尔松地区(78?55′N、11?56′E)和南极乔治王岛(62?13′S、58?47′W)极昼天气下PM10大气颗粒物样品.结果表明,北极和南极大气颗粒物化学成分存在很大差异,表现出各自不同的特点.北极的颗粒类型中,“反应的海盐”和“矿物尘”分别占颗粒总数的44%和27%,“新鲜海盐”所占的比例不到10%,“反应的海盐”中以含硝酸盐的颗粒为主,反映了外来物质或人为污染对该地气溶胶影响较大;南极的颗粒类型中,“新鲜海盐”占总数的74%左右,“反应的海盐”占19%,反应的海盐全部含硫酸盐、未发现含硝酸盐的颗粒,推测与海盐反应的含硫物质来源于海洋浮游生物代谢过程产生的二甲硫醚(DMS)及其降解产物,而与人为污染无关.     

常温条件下O2和NO2对Ca(OH)2吸附SO2产物的影响

在100℃的无水蒸气条件下研究以Ca（OH）₂为吸收剂同时脱硫脱硝过程中SO₂的固定和氧化过程,以及O₂和NO₂的作用。分别用原位漫反射傅里叶红外光谱和固定床反应器,研究过程中Ca（OH）₂表面和气相的成分变化。结果表明:SO₂吸附在Ca（OH）₂表面形成的CaSO₃不易被O₂氧化,但可以被NO₂氧化。同时脱除过程中,NO₂对CaSO₃的氧化具有选择性:930~936 cm-1位置的红外吸收峰在反应过程中先升高后降低,980~995 cm-1位置的红外吸收峰只升高不降低。无O₂条件下,参与反应的NO₂以接近1∶1的比例转化为NO,而有O₂条件下Ca（OH）₂同时脱除NO₂和SO₂时,Ca（NO₃）₂的含量明显增加,且反应前期CaSO₄的生成速率加快。     

微生物絮凝剂ZS-7的纯化及其结构特征研究

采用透析、乙醇沉淀、凝胶过滤层析对微生物絮凝剂ZS-7进行了纯化.经鉴定纯化后的微生物絮凝剂ZS-7是一种新型的糖蛋白,其产量大约为0.98 g/L发酵液.ZS-7主要由多糖和蛋白质组成,含量分别为91.5%和8.4%.进一步的分析表明ZS-7中含有酸性多糖包括糖醛酸(16.4%)、丙酮酸(7.1%)和乙酸(0.5%).采用凝胶色谱法测得ZS-7的相对分子质量为6.89×104.红外光谱、X射线能谱图和核磁共振图谱说明糖蛋白絮凝剂ZS-7含有羟基、氨基、羧基、甲氧基和磺酸等功能性基团.单糖组成分析说明ZS-7主要由鼠李糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成,各单糖的摩尔比大致为:半乳糖∶葡萄糖∶甘露糖∶鼠李糖=142∶2.2∶4.5∶3.4.     

反硝化除磷系统中PHB红外光谱解析及其与磷去除率的相关性

为快速、准确测定生物除磷系统中微生物细胞内w(PHB)(PHB为poly-β-hydroxy butyrate,聚-β-羟基丁酸酯)并及时预测PO₄3--P去除率,采用红外光谱法对微生物细胞内PHB的转化规律进行解析,并结合气相色谱法建立w(PHB)的快速测定模型,研究w(PHB)减少量与PO₄3--P去除率的相关性. 结果表明:反硝化除磷系统中微生物细胞内PHB的特征峰位于波数1 730 cm-1处,PHB特征峰的吸光度与w(PHB)的增减趋势相同. 采用PLS(partial least squares,偏最小二乘法)对反硝化除磷系统中微生物细胞内PHB特征峰吸光度与w(PHB)建立PLS模型,对w(PHB)的校正和预测时的相关系数(R2)分别达到0.963 0、0.951 4,其均方根误差分别为0.031 0、0.037 9. 根据预测结果,进一步建立了反硝化除磷缺氧段w(PHB)减少量与PO₄3--P去除率的相关关系,相关系数为0.979 0. 研究表明,利用PLS模型对反硝化除磷系统中PHB红外光谱解析能够快速、准确地表征反硝化除磷系统中微生物细胞内w(PHB)的变化,并能进一步预测PO₄3--P去除率.