地表水环境遥感监测关键技术与系统

介绍了地表水环境遥感监测的关键技术与系统及其典型应用,其代表性机理模型和应用示范成果主要来自于中国科学院遥感与数字地球研究所的高光谱遥感团队在最近几年中取得的一些研究进展,主要包括建立了基于改进双峰法的水体分布自动化遥感提取方法,实现了简单、高效和高精度的水体提取;提出了大型湖泊长时序水量估算方法,并以青藏高原湖区为例,重建了典型湖泊面积、水位和水量序列;发展了基于“软分类”的典型内陆水体叶绿素a浓度反演方法,构建了基于生物光学模型的高度浑浊水体悬浮物浓度遥感反演半解析方法,提高了反演方法的区域和季节适用性;构建了基于水色指数的大范围湖库营养状态和透明度遥感监测方法,实现了全球大型湖库营养状态遥感监测,以及全国大型湖库透明度遥感监测;在此基础上,开发了地表水环境遥感监测系统,提高了水环境遥感监测效率,促进了卫星遥感在水环境监测中的高精度业务化应用。     

淀山湖沉积物的污染特征及其风险评价

对上海淀山湖代表性表层沉积物中的重金属、磷、PAHs及OCPs等典型污染物质进行了分析和风险评价。其中总磷含量范围为1 072~1 229 mg/kg,以无机磷为主,生物可利用磷含量较高,对水体富营养化具有潜在的威胁。重金属Cu、Cr、Zn、Pb的平均含量分别为25.5、34.1、244.5、32.2 mg/kg,污染程度大小依次为ZnPbCuCr,潜在生态风险程度依次为PbCuZnCr。∑PAHs、∑OCPs含量范围分别为617.1~843.2 ng/g以及22.03~28.94 ng/g,风险结果表明PAHs和大部分OCPs均未超出ERL值,生态风险水平低。     

顺序注射平台-分光光度法测定水中总磷

参照希思迪在线总磷分析仪和荷兰Skalar在线过程分析仪测定水中总磷的方法,对顺序注射平台分析技术进行改进,从而建立了钼酸铵分光光度法测定水中正磷酸盐的快速分析方法,该方法集微功耗、微量试剂消耗于一体。注射平台具有模块化、投入式探头等结构特征,仪器包含3个检测量程,适用于环境监测等领域的实时在线分析。实验选择磷酸蓝的测定吸收波长为880 nm,当总磷质量浓度为0.10~2.00 mg/L时,浓度与吸光度呈线性关系,线性回归方程y=0.970 3x-0.025 3,相关系数为0.999 5,方法的检出限为1.36×10-2mg/L。     

高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法测水中不同形态砷

采用高效液相色谱(HPLC)分离水中两种常见的砷形态As(III)、As(V),电感耦合等离子体质谱系统进行检测鉴定,利用C8色谱柱,探讨了甲醇含量、磷酸二氢钾浓度、四丁基氢氧化铵浓度、p H等测试条件,由此建立了水中砷形态的分析方法。结果表明,以1.5 mmol/L磷酸二氢钾、2 mmol/L四丁基氢氧化铵(TBAOH)、5%甲醇作为流动相,调节流动相为p H 5.5,流速为1.4 m L/min,上述两种不同形态的砷可在5.5 min内得以有效分离,As(III)、As(V)检出限分别为0.001、0.01μg/L,定量下限分别为0.005、0.03μg/L。该方法实现了对水中常见的不同形态砷(As(III)、As(V))的同时分析,具有灵敏度高、选择性好、检测速度快的特点,在水质分析领域具有重要意义与应用价值。     

地下水中病原菌及其快速检测技术研究进展

全世界尤其在发展中国家由地下水病原菌导致的环境安全问题日益频发,成为影响人群健康的重要因素。传统的病原菌检测技术存在费时、灵敏度低以及难以准确定量等问题,无法满足对地下水中种类日益增多的病原菌的有效监测。近年来,地下水中病原菌检测技术不断发展,其中聚合酶链反应技术、生物芯片及生物传感器等检测技术成为研究热点,在这些技术的基础上,以能实现微型便携、快速灵敏、准确特异和经济方便为目的的新材料和不同技术手段的整合技术成为地下水中病原菌检测发展的新方向。文章对近年来病原菌快速检测新技术进行综述,以期为受污染的地下水病原菌的有效监测和控制提供技术支持。     

基于LS-SVR、BP-ANN和MLR模型的PM10浓度预测

利用宁东能源化工基地PM10和气象监测数据,分别采用LS-SVR、BP-ANN和传统MLR模型预测PM10浓度变化。结果表明,较BP-ANN模型、MLR模型,LS-SVR模型能更好地刻画PM10浓度与各气象因素间的非线性相依关系,更准确地预测PM10浓度。     

超声辅助离子液体微萃取-液相色谱-串联质谱法测水中六溴环十二烷

建立了超声辅助离子液体液-液微萃取(USA-IL-DLLME)结合液相色谱-串联质谱测定水中六溴环十二烷3种异构体(α-HBCD、β-HBCD、γ-HBCD)的分析方法。实验中分别考察了离子液体萃取剂的种类及体积、超声时间、样品p H及盐浓度等因素的影响。在最佳条件下,HBCDs 3种异构体在0.5~100μg/L质量浓度条件下有较好的线性关系,相关系数大于0.998,最低检出限分别为156.4、84.6、85.5 ng/L,测定下限分别为0.626、0.339、0.342μg/L。相对标准偏差(n=5)为5.3%~9.7%。采用该方法对实际环境水样进行了检测与加标回收实验,在1、20μg/L 2个添加水平下,加标回收率为71%~102%。方法具有简单快速、有机溶剂用量少、绿色环保的特点。     

2014年于桥水库浮游植物群落与环境因子的关系

为研究于桥水库浮游植物群落结构及其与环境因子的关系,于2014年春夏季进行采样分析。两季共鉴定出浮游植物6门99种,其中绿藻门(Chlorophyta)62种,硅藻门(Diatoms)21种,蓝藻门(Cyanophyta)7种,裸藻门(Euglenophyta)4种,甲藻门(Pyrrophyta)2种,隐藻门(Cryptophyta)2种。春季浮游植物6门86种,第一优势种为绿藻门的四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda);夏季浮游植物5门62种,第一优势种为蓝藻门的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)。春季浮游植物密度低于夏季,于桥水库浮游植物群落结构具有明显的季节变化规律。RDA分析结果表明,春季采样点的相似性高于夏季,透明度、水温、溶解氧和营养盐是影响于桥水库浮游植物群落组成的关键环境因子。     

舰船环境适应性设计方法探索与实践

探索舰船环境适应性的设计方法,以提高舰船在各种复杂环境下的适应能力。分析了舰船环境适应性设计中面临的若干问题和改进提高方向,参考借鉴国内外航空航天、电子等行业成功经验,提出了指导舰船环境适应性设计的主要设计原则和工作内容。围绕改善环境条件、加强耐环境能力设计这2个方面,提出了3种环境适应性设计方法,包括基于规范的设计方法、基于环境仿真的设计方法、基于预使用验证的设计方法。根据舰船风浪环境适应性设计的特点和要求,选择采用环境仿真和模型试验技术开展了应用研究。基于分析结果,提出了增加水线面系数、调整浮心、优化线型等多项改进措施建议。采用环境仿真和模型试验相结合的方式,可有效支撑舰船风浪环境适应性设计和评估,这一方法具有较高的工程推广应用价值。另外,未来应加大环境仿真技术的研究和应用力度,尝试开展多因素综合环境仿真,以进一步提高舰船的环境适应性。     

多器件联合L波段强电磁脉冲防护模块仿真设计

目的 设计针对L波段射频前端敏感器件的强电磁脉冲防护模块,利用瞬态电压抑制二极管、气体放电管和发夹型微带带通滤波器进行联合仿真设计。方法 瞬态电压抑制二极管具有快速响应时间,气体放电管具有高功率容量,而微带带通滤波器可分离噪声信号,并保留有效信号。通过结合这些器件进行防护设计,可以充分发挥各自优势,提高系统稳定性和强电磁脉冲防护能力。结果 该模块设计工作频段为1.3~ 1.7 GHz,带内插入损耗小于1.5 dB,在70 dBm功率注入的情况下,防护效果可以达到42.5 dB,具有良好的防护效果。结论 通过分析研究不同器件的特性和优化设计,实现了对L波段频谱的防护,具有重要的实用价值和广阔的应用前景。