基于高光谱数据藻类水华重要参数——叶绿素a的定量反演模型研究

水库富营养化导致的水华问题严重影响了饮用水的利用和保护,而水体叶绿素a在营养化水体中比例稳定,可以在很大程度上反映水体的营养状况,是水华监测的重要参数。目前,大多数研究集中在较为典型的富营养化水体,对中/贫营养化水体的研究较少。以莆田东圳水库为研究区,随机选取112组叶绿素a浓度数据和高光谱数据中的72组数据进行模型构建,剩余40组数据用于模型验证。在对叶绿素a浓度和光谱反射率曲线进行相关分析的基础上,通过对水体光学特性的分析和统计分析,筛选出单波段、波段比值、三波段、四波段、荧光峰高度、荧光峰位置、峰谷距离等特征参数建立反演模型。通过模型精度验证的对比分析,确定了最优叶绿素a浓度的反模型。结果表明,经过900 nm处归零化预处理的单波段模型和四波段模型对东圳水库水体叶绿素a浓度的反演效果最佳,其决定系数R²均为0.91,平均绝对误差MAE分别为1.82μg/L和2.81μg/L,MAPE分别为22.53%和21.53%。对于叶绿素a浓度较低、跨度较小的库区水域,波段算法类模型建模精度优于荧光算法类模型。该研究结果可以为后续东圳水库的常规水质监测和水华预警提供一定...     

环境一号卫星CCD数据在太湖蓝藻水华遥感监测中的应用

利用环境一号卫星(HJ-1)CCD数据,对太湖水华进行遥感监测,并比对同时相的EOS/MODIS卫星遥感数据。结果表明,HJ-1星CCD数据具有优于EOS/MODIS数据的蓝藻水华识别能力,并有良好抗云层干扰能力,适合用于太湖蓝藻水华应急监测。     

无锡市MODIS气溶胶光学厚度与PM_(2.5)质量浓度的相关性分析

将MODIS数据反演得出的气溶胶光学厚度与无锡市区实测得到的PM2.5质量浓度进行相关性分析,结果两者的直接相关性较低,相关系数为0.283 4。气溶胶光学厚度经垂直分布和湿度修正后,两者相关性显著提高,相关系数为0.565 9。虽然修正过程存在误差,相关性未达预期程度,但该方法得到的气溶胶光学厚度可作为PM2.5监测的有效补充。     

不同条件对湿地土壤溶解性有机质提取的影响

为获得提取土壤中溶解性有机质(DOM)的最佳条件,基于有色可溶性有机质(CDOM)紫外/可见光谱,利用单因素实验、正交实验探讨了提取剂种类、土水质量比、振荡时间、离心速率及时间、滤膜种类等不同条件对鄱阳湖典型消落带南矶山湿地土壤及沉积物中DOM提取的影响。结果表明,CDOM与溶解性有机碳(DOC)具有很好的线性正相关性,可用波长355nm处的吸光系数(ag(355))来表示CDOM浓度。振荡时间16h,水为提取剂时提取效果最佳。正交实验分析可知,土水质量比为1∶10,4 000r/min离心30min,选用0.45μm玻璃纤维滤膜,所得DOM提取效果最佳。各因素影响体现为:土水质量比滤膜种类离心速率离心时间。     

泄漏检测新技术在炼化厂的应用前景

炼化企业设备、管线多,工艺复杂,介质多易燃易爆、有毒有害,一旦发生泄漏,不但造成环境污染,还可能引发安全事故。现有常规检测技术受检测能力限制,无法满足远距离、大范围、实时检测的需要。通过分析国内外机载泄漏检测技术、多光谱技术、高光谱技术、基于可见光的智能识别泄漏技术、可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)等多种泄漏检测技术,对比其原理、适用性及优缺点,认为多光谱技术、TDLAS技术在泄漏检测领域具有广阔的应用前景。     

大气环境高灵敏光谱探测技术

大气环境高灵敏光谱探测技术是以光与环境相互作用为基础发展起来的学科交叉方向,使用光学的方法和手段来探知研究环境问题。大气环境高灵敏光谱探测技术能够实现从现场瞬态灵敏探测到污染时空分布等不同尺度的遥测,从而获得大气污染"点-线-面"的时空变化规律,由于光谱探测技术具有多组分、非接触、无采样、高灵敏度、大范围快速以及遥测等特点,已经成为国际上大气环境监测技术的主要方向之一。大气环境高灵敏光谱技术在污染源、工业园区、空气质量以及区域污染等监测方面都有很广泛的应用。针对化工园区复杂的环境污染问题,光谱探测技术可以高灵敏、非接触地获取多种污染物浓度特征,掌握化工园区污染时空分布状况,为化工园区的大气污染治理提供有效支撑;针对京津冀、长三角等地区大气重污染过程的核心问题,大气环境高灵敏光谱探测技术通过地基组网观测,车载/机载平台移动观测等三维立体监测手段获取重点区域污染物的生成、转化过程以及重污染过程的形成机制,为区域大气污染成因追溯、污染控制措施评估提供科学的数据和技术支撑。高灵敏光谱探测技术在大气环境领域的成功应用,为污染源、化工园区和重点区域的环境综合诊断和治理奠定了技术基础。     

徐州市中心城区不透水面时空异质性分析

不透水面是影响区域空间规划和生态建设的重要因素,可以有效反映城市发展变化。徐州市作为淮海经济区中心城市,经历了快速城市化阶段并向生态园林城市转型,刻画其城市不透水面变化具有典型意义。通过比较4个光谱指数(不透水面指数ISA、城市建成区指数BUAI、生物物理成分指数BCI、增强型归一化差值不透水面指数ENDISI)以确定不透水面信息提取的最佳指数;引入分形理论和景观生态学方法,从行政区、剖面线、景观格局指数多方面分析徐州市中心城区(包括8个片区)不透水面2000、2007和2017年3个时期的时空异质性,旨在揭示其在城市化背景下的时空演变规律,为城市未来发展提出建议。结果表明:(1)BUAI提取研究区不透水面的精度最高(Kappa系数=0.81),远高于其他3个指数,可有效提取多时相不透水面信息;(2)各个片区的不透水面存在差异,老城片区(商业金融中心)和金山桥片区(经济技术开发区)的不透水面比例一直较高;BUAI剖面线揭示了城市扩张的方向特征,研究区的不透水面向东和向东南方向有所发展;(3)研究区不透水面景观格局呈破碎化趋势,由填充式增长转变为分散式扩张,不透水面景观形态趋向复杂化和不规则化,景观格局的异质性增强。该研究可以为城市未来发展和土地利用规划提供科学依据。     

污水处理对黑水/灰水中溶解性有机物紫外光谱及荧光光谱特性的影响

为了考察黑水/灰水中溶解性有机物(DOM)光谱特征在污水处理过程中的变化规律以及生物处理前后黑水/灰水中DOM特性上的异同,对污水处理过程中黑水/灰水DOM的紫外光谱及荧光光谱特征进行了测定分析。结果表明,黑水原水中DOM的含量远高于灰水,且含有较多难降解有机物。生物处理可实现对黑水与灰水中易降解DOM的有效去除,MBR系统中的膜分离过程也可以起到截留溶解性有机物的作用。经MBR处理后,同黑水出水相比,灰水出水中的DOM含量更低,且主要为饱和有机物,苯环C骨架的聚合程度较高,THMs生成活性更低。生物处理过程可有效去除黑水/灰水中蛋白质类物质与易降解腐殖质类物质。生物处理后,黑水与灰水的蛋白峰均消失,黑水出水类腐殖酸峰F荧光强度高于灰水出水。与黑水出水相比,灰水出水更适用作再生水加以回收利用。     

进口含锌物料的表征和鉴别

采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射光谱(XRD)等分析手段,对4种进口疑似固体废物的含锌物料进行了表征。通过分析含锌物料的主要元素组成、物相组成和常规理化特征,结合外观特征,与含锌矿物、含锌产品及相关文献资料等进行比对,推导出含锌物料的产生来源。然后,参照我国《进口废物管理目录》得出鉴别结论。结果表明:4种含锌物料分别为锌矿、湿法冶炼锌浸出渣、热镀锌灰和固定CO2产物;后3种属于我国目前禁止进口的固体废物。     

PSAF-CTS复合絮凝剂形貌结构特征研究

通过红外光谱和扫描电镜实验,研究了聚硅酸铝铁-壳聚糖(PSAF-CTS)复合絮凝剂的形貌结构特征。红外实验结果显示,PSAF与CTS先由氢键力形成氢键聚合体,然后该氢键聚合体在酸性环境中脱水,发生通过羟基配位的羟基式桥联反应,生成聚合多核配位化合物PSAF-CTS。扫描电镜实验表明,该复合絮凝剂中存在PSAF、CTS以及二者结合处类似于多孔蜂窝状的3种结构。并且PSAF、CTS部分的形貌结构在反应前后也发生了变化。将该絮凝剂用于废水的絮凝处理实验中,得到了较好的净水效果。