基于热红外遥感数据和光谱混合分解模型的城市不透水面估算

不透水面的迅速增长是城市化的显著特征之一,针对大范围的城市监测,运用遥感技术迅速提取城市不透水面是当前国内外研究的热点。论文选用Landsat 7的ETM+影像,基于光谱混合分解模型,结合热红外遥感数据反演生成的地表温度,研究杭州市的不透水面分布信息的提取。通过高、低反照率、植被及土壤4类光谱端元的线性组合来表征不同城市土地类型,并利用地表温度和土壤分量分别剔除高、低反照率分量中的"噪声",综合修正后的高反照率分量和低反照率分量估算杭州市不透水面分布。结果显示,研究区中均方根误差的平均值为0.003 6,不透水面分布结果与同期Google earth上的高分辨率影像和SPOT 4影像的解译结果对比分析,绝大多数样本的估算值与解译值之差落在±0.15区间内,精度令人满意。研究表明,热红外遥感数据和光谱混合分解模型相结合,可以实现对不透水面进行快速、精确的估算。     

基于改进偏最小二乘法的近红外快速分析强化生物除磷污泥胞内PHA

聚β羟基烷酸酯(PHA)是强化生物除磷系统中颗粒污泥胞内重要碳源和能源,其快速测定对强化生物除磷机理研究有重要意义. 采用Savitzky-Golay平滑法(SG)-多元散射校正法(MSC)对污泥的近红外光谱进行预处理,通过改进的偏最小二乘法(iPLS、siPLS、biPLS)建立污泥样品近红外光谱与PHA含量的定量分析模型.结果表明,SG-MSC预处理减弱噪声和背景等表面因素对光谱的影响,采用联合区间偏最小二乘法(siPLS)将全光谱等分为30个子区间, 联合子区间[13 21 24 29]建立的模型预测效果最优,其交互验证均方根误差(RMSECV)和预测均方根误差(RMSEP)分别为0.2018和0.3120,校正集和预测集相关系数分别达到0.9925和0.9391,该光谱区段与PHA分子结构中C-H的伸缩变形、弯曲振动和C=O的伸缩振动密切相关. 改进偏最小二乘有效地优化光谱建模区域,提高模型预测能力,实现污泥胞内PHA含量的快速定量分析.     

急性毒性藻红外测试中联合作用评价法的重现性

为认识藻红外联合作用评价法的稳定性,用苯(C6H6)、甲苯(C6H8)、二甲苯(C8H10)、氯苯(C6H5Cl)、三氯甲烷(CHCl3)和羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)进行了重现性实验,通过测试实验藻对5种药品不同组合的响应温差,用联合偏差系数法评价联合作用类型,分析药品联合毒性的重现性及联合作用评价法的评价效果。结果表明:二元组合中,重现性50%的5组,重现性75%的5组,平均重现性62.5%;三元组合中,重现性50%的1组,重现性75%的8组,重现性100%的1组,平均重现性75%;四元组合中,重现性50%的1组,重现性75%的1组,重现性100%的3组,平均重现性85%;五元组合重现性100%,混合药品总平均重现性73.1%。重现性大于阈值的组合19个,占全部26个组合的73.1%。药品组合元数增减与联合作用的重现性正相关。分析可知,藻红外联合作用评价法用于联合作用分析稳定性较好。     

花生壳活性炭对反渗透(RO)浓水的吸附特性

以花生壳活性炭对RO浓水进行吸附处理,利用傅立叶红外光谱(FTIR)和荧光光谱(EEM)研究花生壳活性炭对不同pH的RO浓水的吸附特性.结果表明,花生壳活性炭对溶解性有机碳(DOC)的吸附遵循准二级吸附动力学方程,特别是碱性条件下,DOC的吸附量随着pH的升高而降低.而且pH越高,达到吸附平衡的时间越长.通过FTIR光谱分析发现,活性炭的芳香结构吸收峰在吸附后红移至1630 cm-1,表明被吸附的有机物在该处有明显的特征吸收峰,而C—O和O—H官能团的吸收峰则因为钙离子等物质的吸附而显著降低.由EEM光谱分析可知,RO浓水的荧光物质主要由腐殖酸类腐殖质和富里酸类腐殖质组成,其荧光强度与DOC之间具有较好的线性相关性.     

红外光度法测定水中微量石油类问题探讨

对用红外光度法测定水中石油类影响检出限的诸多因素进行了探讨。结果表明,采用适当的方法,可使检出限提高到μg/L级。     

2-氯-5-三氯甲基吡啶的波谱学数据与结构分析

2-氯-5-三氯甲基吡啶是重要的农药中间体.以3-甲基吡啶为原料通过光氯化反应合成2-氯-5-三氯甲基吡啶,经分离后得到纯度为99.5%的产品.利用红外(IR)、紫外(UV)、质谱(MS)、核磁共振(NMR)等实验技术研究了其波谱学特征,详细讨论了该化合物的1HNMR、13CNMR谱,并对所有1HNMR、13CNMR谱的信号进行了归属.讨论了红外吸收特征峰对应官能团的振动形式,样品的官能团与目标化合物一致.该方法为此类化合物的结构解析提供了有益的分析依据.     

基于非分散红外技术的煤矿井下有害气体定量探测方法研究

煤矿井下有害气体的浓度监测对煤矿生产安全预警至关重要。介绍了一种基于非分散红外光谱技术能够同时定量探测煤矿井下一氧化碳、甲烷等有害气体的方法。入射红外光经过高速旋转的滤光轮,得到各种待测气体相应滤波通道的调制光信号,经怀特池中待测气体吸收后得到各种气体的吸光度。通过非线性最小二乘拟合吸收光与被测气体浓度,得到测量系统的浓度定标曲线,一氧化碳、甲烷和二氧化碳三者定标拟合相关系数分别为0.9992、0.9996和0.9998。分析了系统的测量精度,通过比较样气标准浓度与实测浓度大小,发现所有被测气体的这两组数据的相关性均大于0.998,测量误差均小于5%。实验结果表明,采用非分散红外光谱技术可以实现煤矿井下多组分有害气体的同步精确探测,为扩展煤矿安全预警技术手段提供了参考。     

无人机热红外支持下的城市微尺度热环境模拟

随着人们对生活舒适度、身体健康要求的进一步提高,微小尺度的热环境状况日益受到关注.地表温度场模拟是研究城市微小尺度热环境的关键,采用地面有限实测资料很难满足不同下垫面地表温度模拟的精度需求.针对这一问题,本研究利用无人机搭载热红外成像仪获取南京市江宁区某大学校园内典型区域夏秋两季的地表温度数据,通过ENVI-met和PALM-4U两个数值模拟模型模拟研究区地表温度,并结合实测数据对不同地表类型及阴影遮挡下的模拟精度进行误差分析.结果表明,数值模拟结果与真实结果较为接近,能够用于高空间精度的城市微热环境研究中;模型对人造地表的模拟效果均优于自然地表,对空旷处地表的模拟效果优于非空旷处地表;两个模型均能较好模拟存在建筑物遮挡下的地表温度,但在植被遮挡下PALM-4U则无法达到ENVI-met的效果,综合模拟结果显示ENVI-met在城市微热环境模拟上的适用性优于PLAM-4U.本研究可为城市微尺度热环境高分辨率遥感研究提供参考.     

武汉城市污水中微塑料的分离、鉴定及其微观特征分析

为研究武汉城市污水中微塑料的分布特点及其表面形貌特征,采用以连续浮选分离装置为基础进行改进设计的微塑料提取装置对污水中微塑料进行分离,通过用65%硝酸和30%过氧化氢混合液（体积比为1:3）对污水样品进行消解,并采用筛网（300、600、1 000目）（100目=0.147 mm）和滤膜（1 μm玻璃纤维滤膜和20 nm氧化铝滤膜）分离技术建立起对水体微塑料和纳米塑料的分离富集方法.通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电镜-X射能谱分析联用（SEM-EDS）等方法对所提取微塑料颗粒的组成成分、赋存特征、表面形貌特征进行分析.结果表明:①提取装置的平均回收率在92%以上.②污水中微塑料类型主要为碎片类、泡沫类、薄膜类和纤维类.③FTIR结果证实,该方法所提取的微塑料颗粒中有聚乙烯、聚丙烯等成分,且发现了羰基、聚酯类物质存在,说明提取到的微塑料中可能有可降解塑料颗粒.④SEM-EDS结果显示,各类微塑料表面粗糙、撕裂程度不同,存在不同程度的风化痕迹,并在其表面发现Si、Cu、O、Al、Na、Ca、Ba等元素的富集.研究显示:改进的微塑料分离方法能够实现对污水中微塑料的高效提取;同时,明确了武汉城市污水微塑料的表面形貌特征及赋存特征,为未来武汉城市污水中微塑料污染的针对性治理提供理论依据.      

藻红外测试多元有机毒物急性毒性的初步分析

藻红外测试法是利用毒物引起敏感藻红外辐射变化可被测试的一种急性毒性分析方法。敏感藻是指急性毒性藻红外测试中对毒害物质响应温差大、时间快、药品多、剂量低的特殊藻种。在藻红外测试多元有机毒物时,由于毒物毒性的联合作用将直接影响敏感藻的敏感性,因此敏感藻对多元有机毒物浓度的敏感性在联合毒性测试分析时需要首先认知。实验通过测试敏感藻对5种有机毒物不同组合的响应,为联合毒性测试分析时敏感藻敏感性不变提供了多元有机毒物浓度设计依据。实验用羊角月牙藻（Selenastrum capricornutum）作敏感藻,苯（C6H6）、甲苯（C7H8）、二甲苯（C8H10）、氯苯（C6H5Cl）、三氯甲烷（CHCl3）为实验药品。结果表明：有机毒物混合后确实产生了温差的变化,的确有联合作用存在。5种有机毒物的一元、二元、三元、四元、五元组合,其藻液中多元有机毒物质量浓度为100~500 mg.L-1时,敏感藻均有温度响应且可被测试出,表明该质量浓度范围内敏感藻具有敏感性,可作有机毒物联合毒性分析的参照质量浓度,但100~200 mg.L-1为宜。