雄安新区-白洋淀冬季冰封期水体溶解性有机物的空间分布、光谱特征及来源解析

运用三维荧光光谱(EEMs)技术结合平行因子分析法(PARAFAC)以及紫外-可见光谱技术(UV-vis),对雄安新区-白洋淀冬季冰封期不同特征区域水体溶解性有机物(DOM)的空间分布、光谱特征以及来源进行解析.结果表明,冬季冰封期白洋淀水体DOM吸收系数无特征峰,不同特征区域的差异显著;表层水体DOM与底层水体DOM的吸收系数差异不明显;冰封期白洋淀水体的E3/E4均大于3. 5,说明DOM以低腐殖质成分为主,E2/E3为6. 35±0. 72,表明DOM中小分子量的居多,而且SR为1. 33±0. 14均大于1,显示DOM主要为生物源;三维荧光通过PARAFAC解析出3种组分,分别为类酪氨酸(C1)、类色氨酸(C2)和陆源腐殖质(C3);对3个组分进行相关性分析,结果显示C1与C2之间具有显著的相关性(P 0. 001);白洋淀各个特征区域间的DOM总荧光强度和各荧光组分荧光强度呈现显著的差异(P 0. 01); DOM的总荧光强度以及各组分的荧光强度均呈现出唐河入淀口高、烧车淀低的特征,C1+C2是DOM的主要成分;冰封期白洋淀水体的DOM生物源指数(BIX)为1. 23±0. 18,荧光指数FI为2. 30±0. 16 ( 1. 8),表明白洋淀DOM来源于生物活动并且以自生源为主,与腐殖程度指标(HIX)的结果相吻合; PCA结合Adonis分析显示,白洋淀不同区域水体DOM的光谱特征差异明显(P 0. 05),表层与底层的DOM光谱特征相近(P 0. 05);并且组分C1、C2、C3与DOM特征参数(HIX、BIX、Fn280、Fn355)以及水质参数(总氮、高锰酸盐指数、溶解性总磷)构建的多元线性回归方程显著相关性(P 0. 001).综上,通过对冬季冰封期白洋淀各个典型淀区水体DOM光谱特征进行研究,可以为分析白洋淀水体有机物污染特征和白洋淀的水质管理提供技术支持.     

青岛4个海水浴场微塑料的分布特征

微塑料(microplastics,MPs)作为有毒有害物质的载体,会随洋流作用传播、被生物摄入并影响其生长代谢,已经成为全球性的环境问题.为揭示青岛近岸MPs分布规律和影响因素,利用表层现场采样、密度悬浮法分离、光学显微镜和荧光显微镜结合观察的方法,研究了青岛近岸4个典型海水浴场海水和沉积物中MPs丰度分布,分析了各海水浴场MPs的粒径范围、形状和化学成分.结果表明,4个浴场海水中MPs含量范围为5.05×10~3～1.25×10~4个·m~(-3);沉积物中MPs含量范围为1.91×10~3～4.35×10~3个·m~(-2),海水中MPs含量高的站位相应沉积物中含量也高.4种粒径范围MPs在海水及沉积物中皆表现为粒径大小与其含量成负相关,例如,海水中MPs含量最高的为0.05～0.1 mm(4.10×10~3个·m~(-3)),最低为1～5 mm(2.05×10~3个·m~(-3)).纤维状MPs在海水中和沉积物中均占比最高,分别为48.73%和37.51%,其次为颗粒和碎片型.用ATR-FTIR从海水中检测出8种塑料类型,含量由高到低为:PETPPPSPEPVC≈SBPA≈PMA;沉积物中检测出6种MPs,同海水相比,没有PMA和PA,含量较高的4种MPs类型与海水相同.沉积物中的MPs在粒径、形状及成分上与海水具有相似性,说明青岛近岸海水浴场的海水及沉积物可能有相同的污染源:包装行业、服装纺织业、旅游业.研究结果为揭示沿海旅游型城市海水浴场MPs的分布及来源、开展海岸带MPs污染研究与监督工作提供了基础数据.     

城市污水处理过程中溶解性有机物及荧光物质的变化规律

以锦州市W污水处理厂为研究对象,利用三维荧光光谱分析技术和荧光区域积分(FRI)方法考察了城市污水处理过程中溶解性有机物及荧光物质的去除状况.利用XAD树脂将DOM分为5个部分:疏水性有机酸(HPO-A)、疏水性中性有机物(HPO-N)、过渡亲水性有机酸(TPIA)、过渡亲水性中性有机物(TPI-N)和亲水性有机物(HPI).结果表明,HPO-A和HPI是该污水处理厂进水中的主要DOM组分,并且DOM中的荧光物质主要为类芳香族蛋白质荧光物质和类富里酸荧光物质.在该污水处理厂内,生物降解作用是TPI-A和HPI的主要去除机制,HPO-N和TPI-N主要是由深度处理工艺(絮凝-沉淀-过滤)去除的,生物处理工艺和深度处理工艺对HPO-A的去除能力接近,而生物处理工艺和深度处理工艺对TPI-N的去除效果均较差.生物处理工艺对HPO-A、TPI-A和HPI中的荧光物质有较强的去除能力,而对HPO-N和TPI-N中荧光物质的去除效果较差.深度处理工艺能够有效去除HPO-A和HPO-N中的荧光物质,而对TPI-A、TPI-N和HPI中的荧光物质无明显去除作用.     

航空压力环境对锂离子电池热解气体爆炸极限影响*

针对航空锂离子电池热失控释放气体安全性研究不足的问题,采用气体拉曼光谱技术、气相色谱仪(Gas Chromatography,GC)和质谱(Mass Spectroscopy,MS)耦合来探究压力和荷电状态(State of Charge,SOC)对锂离子电池早期故障气体类型、气体动态演变及气体潜在危险性等特征的影响规律,同时综合考虑压力、电压和电池温度等多种因素分析锂离子电池热失控危害。研究结果表明:电池SOC越高且环境压力越低,电池越早触发热失控,爆炸极限越宽,其中30 kPa下100%SOC电池热解气体爆炸极限为8.01%~53.35%;SOC和环境压力越高,电池热失控越危险,释放的气体体积越多;CO,CO2,PF3,C2H4及电解液（C3H6O2、C3H6O3、C4H8O2）等气体可作为航空锂离子电池早期故障诊断特征。研究结果对保障锂离子电池在航空领域的安全运输及应用具有重要意义。     

环糊精对腐植酸-芘、蒽相互作用影响初探

利用吸收光谱、荧光猝灭法、圆二色谱法及芘荧光探针法,探讨了环糊精(CDs)对腐植酸(HA)与以芘为代表的多环芳烃(PAHs)相互作用的影响.β-CD与HA的吸收光谱和荧光光谱测定结果表明:β-CD能够包络HA的芳环部分;荧光猝灭法和圆二色谱法测定结果表明:HA能够与被β-CD空腔包络的芘分子发生相互作用,CDs和HA之间存在与芘相互作用的竞争;用荧光猝灭法测定了四种不同CDs存在下HA和芘的结合常数,并用芘为荧光探针进行测定,结果表明:CDs浓度较低时,HA对芘的作用占优势;反之,CDs占优势.与其它三种CDs不同,γ-CD存在下HA与芘的结合常数随其浓度的升高一直增大.     

卤代烃毒性的化学评价法:鸟嘌呤卤代烃加合物FTIR、UV光谱表征

研究鸟嘌呤与一系列卤代烃反应的加合产物 ,利用HPLC二极管阵列检测器得到的特征紫外光谱 (UV)对加合产物样品进行了鉴定 ,然后加合产物经薄层 (TLC)分离 ,再进一步做红外 (FTIR)鉴定 ,从而得到鸟嘌呤 卤代烃氧位和氮位加合物的红外光谱表征 .研究表明 ,鸟嘌呤卤代烃的氮位加合物异构体的紫外光谱吸收峰的波长在 240～250nm之间 ,氧位加合物UV波长在 260～270nm附近 .鸟嘌呤与本文涉及的各卤代烃的加合物的红外光谱之间差别不大 :其氮位加合物在 1700cm^-1处 ,均有CO的特征吸收峰 ;其氧位加合物的红外光谱亦相近 .     

Mapping of temperature and line-of-sight errors in constituent retrievals for MIPAS/ENVISAT measurements

An optimized code for the near real-time retrieval of line of sight, temperature and volume-mixing ratio profiles of five key species (O₃, H₂O, HNO₃, CH₄ and N₂O) from infrared limb spectra recorded by the Michelson Interferometer for Passive Atmospheric Sounding (MIPAS) experiment on board the ENVISAT-1 satellite was developed as part of an ESA-supported study. In this code line of sight and temperature are retrieved simultaneously among themselves, but sequentially with respect to the volume-mixing ratio of the five key species. The sequential retrieval leaves unaccounted the mapping of line of sight and temperature errors in the retrieved volume-mixing ratio of the constituents. This paper illustrates an algorithm that provides the a-posteriori evaluation of temperature and line-of-sight-induced error on the retrieved volume-mixing ratio of the MIPAS key species. It is shown that in most cases temperature and line-of-sight-induced error provides a significant contribution to the total volume-mixing ratio error. The variability of this error as a function of latitude, season and atmospheric model is also analyzed.     

E2诱导的鲫鱼(Carassius auratus)幼鱼血清中卵黄蛋白原和钙含量相关性研究

用酶联免疫吸附法(ELISA)对E2诱导的鲫鱼幼鱼血清中卵黄蛋白原(VTG)进行了测定,并用原子吸收分光光度法测定了血清中的钙含量.结果表明:鲫鱼幼鱼血清中VTG和钙含量与E2的暴露剂量均有很好的剂量-效应关系.对血清中VTG和钙含量进行回归分析,发现二者具有较好的相关性,R2=0.928 7.因此,用原子吸收法测定血清中的钙含量从一定程度上可以替代ELISA法间接确定血清中的VTG含量,并对化学物质的雌激素效应进行了评价.      

基于机器学习分类算法解析EIS数据的有机涂层性能评价方法

目的 基于机器学习分类算法快速评估有机涂层的防腐性能。方法 通过实验室加速试验模拟涂层真实的退化过程,并根据测得的电化学数据,分析不同退化阶段的等效电路元件参数。随后,采用随机抽样方法获取大量数据,用于机器学习模型训练。通过对比支持向量机(SVM)、k最近邻(k-NN)和随机森林(RF)3种不同的机器学习算法,以及多种输入特征集训练的涂层性能分类器模型的准确率,分析最适合用于涂层性能快速评估的机器学习算法和电化学特征。结果 根据不同输入特征训练的k-NN和RF模型均表现出良好的预测效果,而SVM模型的预测效果相对较差。根据不同频率范围训练的分类器模型中,在低频区表现最佳,而在高频区表现较差。结论 基于阻抗虚部、虚部+实部和阻抗模值3种输入特征训练的RF分类器模型的预测效果最准确。不同频率区间内,低频区的阻抗特征更能准确表征涂层性能。     

2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) micropollutant herbicide removing from water using granular and powdered activated carbons: a comparison applied for water treatment and health safety

Abstract

Activated carbons are well-known porous materials as an effective adsorbent used for the removal of emerging contaminants, such as herbicides, which are increasingly present in water bodies. Most water treatment plants, specially in Brazil, are unable to completely remove such contaminants by the conventional process and advanced treatment using activated carbons is required. The aim of this paper was to verify the influence of the activated carbons granulometry and specific surface area on the 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) herbicide removal efficiency using distilled-deionized water and filtered water collected from a conventional Water Treatment Plant. Commercial activated carbons samples used in this work were obtained from two different manufacturers. Activated carbons were analyzed by the specific surface area, pore size and volume distribution, nuclear magnetic resonance, infrared and x-ray spectroscopy, moisture, volatile matter and ash contents. Batch adsorption isotherms experiments were used and performed by Langmuir and Freundlich models. Granular and powdered activated carbons removed over 99% of 2,4-D in distilled water and near to 99% using filtered water. The activated carbons evaluated in this work presented high performance and played a key role in water treatment by removing 2,4-D herbicide, ensuring the protection of human health and the ecosystem.