夏季东海北部近海鱼类群落结构变化

根据1964、1982、1999和2005年6月渔业生物资源底拖网监测资料,分析了东海北部近海鱼类群落结构的变化。结果表明,1964、1982、1999和2005年间,4次监测中出现的鱼类种类数分别为64、78、64和47种;4次监测中主要优势种类均为带鱼,但其资源量正逐渐降低;其它优势种类由20世纪60年代的底层优质鱼类,转变为80年代的中上层鱼类,随后转变为现在的群落结构简单、底层和中上层鱼类均较少的状况;鱼类生物多样性指数均呈现由1964年到1982年升高,随后又逐渐降低的趋势;1964-2005年间鱼类群落长度谱变化状况表明,该海域内的鱼类呈现小型种类和小个体增多,大个体减少,且长度范围变小的趋势。     

地气解耦的Himawari-8卫星PM2.5浓度估算深度神经网络方法

现阶段大气PM_2.5遥感反演方法大多数都基于卫星气溶胶光学厚度（aerosol optical depth,AOD）产品,这些产品通常是从表观反射率（top-of-atmosphere reflectance,TOA）中反演而来.直接建立TOA产品和地面站点监测的PM_2.5浓度间的反演模型能够有效降低由AOD反演所带来的误差传递,但是现阶段反演PM_2.5所用到的TOA同时耦合了地表反射率和大气贡献值,想要进一步提升反演精度则需要设法将二者分离.基于此,本文利用Himawari-8（H8）卫星数据,由6S模型进行大气校正,继而统计得到H8前6个波段之间的地表反射率关系式,再运用卫星第六波段表观反射率与地表反射率接近的特性,估算得到前5个波段的地表反射率,并扣除地表反射率得到大气贡献值,以此来达到地气解耦的目的.随后,本文基于深度神经网络构建了PM_2.5、大气贡献值、卫星亮温数据、观测角等之间的关系.以安徽省为例,反演结果表明,与不考虑地气解耦的TOA-PM_2.5方法相比,本文提出的ATM-PM_2.5方法精度更高,在未参与训练的验证站点上,ATM-PM_2.5的R²和RMSE值为0.87和13.77 μg·m^-3,相对于未经过地气解耦的TOA-PM_2.5,R²提高了20%,RMSE值降低了5.24 μg·m^-3.另外,利用H8卫星时间分辨率较高的特点,本文对安徽省域范围内进行了逐小时的PM_2.5监测,显示本文方法有潜力为PM_2.5实时监测提供数据支撑.     

SBR-混凝处理渗滤液过程中有机物的变化特征

考察了SBR-混凝组合工艺对垃圾渗滤液中溶解性有机物(DOM)不同分子量区间物质及组分腐殖酸(HA)、富里酸(FA)和亲水性有机物(Hy I)的去除效果,同时利用傅里叶红外光谱及三维荧光光谱对处理过程中DOM各组分变化特性进行了分析。结果表明,组合工艺对表观分子量为2 000~4 000及2 000的DOM去除率分别为89.3%和72.1%;对渗滤液DOM组分HA、FA和Hy I的去除率分别为-52.0%、73.1%和77.1%。红外光谱显示,DOM各组分都含有醇、羧酸、脂等多种有机物,SBR对糖、醇、羧酸等去除效果较好,而混凝对脂肪族及芳香族化合物去除效果较好;三维荧光光谱分析表明,经组合工艺处理,DOM各组分荧光峰强度及复杂化程度明显降低,且SBR工艺对色氨酸等类蛋白物质去除效果较好,混凝工艺对类腐殖酸、类富里酸等大分子物质的去除效果较好。     

暗处理对油菜子叶类囊体膜色素组成和荧光性质的影响

以蜀杂10号油菜为材料,播种7 d后分别置于自然光照条件和黑暗环境中进行暗处理,未处理油菜在d 5、d7、d 14、d 17、d 21、d 24和d 27时收集子叶,暗处理油菜于播种d 8、d 10、d 12和d 14时收集子叶.制备油菜子叶类囊体膜,分析色素含量,并进行类囊体膜丙酮抽提液窜温吸收光谱、叶绿素荧光发射和激发光谱以及蛋白质内源荧光光谱的分析.结果显示:与未处理油菜相比,暗处理引起油菜子叶类囊体膜光合色素Chl a和Chl b含量急剧减少,Chla/b比值和叶绿素/类胡萝卜素(Chl/Car)比值持续下降,类囊体膜对叶绿素的捕光能力和受激发能力降低,类囊体膜蛋白质内源荧光强度降低,以及色素蛋白复合物降解.上述结果表明,暗处理诱导油菜子叶快速进入衰老阶段,类囊体膜蛋白组成和色素的光合功能均发生了明显的变化.图10参23     

改性污泥基吸附剂深度处理出水有机物的研究

本研究通过对污泥热解碳化,并负载传统的混凝剂制成改性污泥基吸附剂(Modified Sludge-Based Adsorbents, MSBAs),用来深度处理超短污泥龄活性污泥工艺出水有机物(COD).同时,以总有机物(TCOD)和溶解性有机物(SCOD)去除率及处理前后各类有机物组分特征变化为指标,评价MSBAs深度处理出水中有机物的效果及处理后污水中有机物的潜在风险.结果表明,改性后的污泥基吸附剂均有较好的有机物吸附效果,TCOD的去除效率可达到32.6%以上,其中,Fe₂(SO₄)₃改性制备的污泥基吸附剂对有机物的去除能力最大,TCOD最大的去除效率为42.5%,其中,SCOD最大的去除效率为44.1%.有机物特征分析结果显示,4种MSBAs对污水中疏水酸性有机物(HPO-A)有较好的去除效果,且处理后污水中有机物芳香构造化程度增加,稳定性增加,污水消毒副产物的产生可能性大大降低.     

不同原料生物质炭DOM组分成分特性

不同原料的生物质炭DOM含量和组分存在差异,选取水稻秸秆（RS）、小麦秸秆（WS）、大豆秸秆（SS）、油菜秸秆（YS）、花生壳（PH）、松木屑（PW）和竹粉（BS）7种生物质原料在450 ℃下制备的生物质炭,采用紫外-可见光光谱（UV-vis）、荧光光谱（EEM）结合平行因子分析（PARAFAC）技术对生物质炭中DOM的光谱特征和荧光组分进行表征.结果表明：木本类生物质炭的DOM含量较秸秆类生物质炭低,分子量较高.从生物质炭DOM中鉴定分离可见区类富里酸组分（C1）、较短波长类腐殖酸组分（C2）、较长波长类腐殖酸组分（C3）和类蛋白质组分（C4）等4种组分.不同原料生物质炭DOM各组分的最大荧光强度（F_max）值表现为C1 ＞ C2 ＞ C3 、C4,秸秆类炭DOM各组分的F_max值显著高于木本类.生物质炭DOM中以C1组分占主导地位,占比达48.87% ~ 79.97%.C2、C3组分在YSB、SSB-DOM中占比最高,分别达32.71%和23.25% ,仅在YSB和PHB-DOM中发现少量C4组分.木本类原料的有机和无机矿物含量远低于秸秆类,原料中纤维素含量与生物质炭DOM总量及其C3组分呈显著的正相关关系, Ca含量与生物质炭的DOM含量及其F_max值和C3组分呈显著正相关,说明不同生物质原料的组成对生物质炭DOM组成特性具有显著的影响,研究结果为全面评估不同原料生物质炭DOM的环境效应提供重要的科学理论依据.     

基于高分影像的城市黑臭水体遥感识别:以南京为例

城市黑臭水体的遥感识别对于黑臭水体的监测、治理有着重要作用.2016年对南京城市河段进行了地面调查,并在沙洲西河、秃尾河、玄武湖、金川河设置了55个样点,采集水样分析水质参数并同步测量水面光谱.在此基础上,利用绿光波段遥感反射率的单波段阈值、蓝、绿波段差值、红、绿波段比值,以及色度值,分别构建了基于GF-2影像的城市黑臭水体遥感识别算法,并分析南京市主城区黑臭水体的空间分布和环境特点.结果表明:(1)和其他类型水体相比,城市黑臭水体遥感反射率最低,在整个可见光范围峰谷不突出,而且在400~550 nm范围光谱斜率最小;(2)采用地面同步调查结果检验,比值算法的识别精度最高,对城市河道黑臭水体的识别更准确;(3)利用比值法对2016年11月3日的GF-2影像进行计算,共提取研究区黑臭河段11条,总长度40.7 km,总面积0.749 km~2.黑臭河段分布具有范围广且不连续的特征,集中分布于各城区人口密集的区域;水体发生黑臭主要受到生活污水、工业废水、断头浜的影响.     

基于生物光学模型的晋江悬浮物遥感估算

为了建立以生物光学模型为基础的河流悬浮物遥感估算方法,以福建晋江为例,对福建晋江下游河段的光学特性和悬浮物浓度进行了测定,探讨了水面下反射率R(O-)与悬浮物浓度之间的响应关系.结果表明,绿光波长的反射率与悬浮物浓度的相关性最强,因此,用R(O-)TM2与悬浮物浓度建立了遥感估算模型,并将其应用于2008年2月28日的Landsat TM影像,反演出晋江的悬浮物浓度分布.精度分析说明,平均相对误差RE为11.93%,该模型可以有效地应用于Landsat TM反演悬浮物浓度.     

三峡库区消落带土壤中溶解性有机质(DOM)吸收及荧光光谱特征

利用紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱技术,结合荧光区域积分法,分析了三峡库区消落带土壤DOM的地化特征.结果表明,各区县消落带土壤CDOM平均浓度大小顺序为:忠县丰都涪陵万州巫山云阳奉节开县,其中,忠县、丰都和涪陵土壤CDOM浓度[a(355)]、芳香性(SUVA254)和疏水组分(SUVA260)明显高于其它区县,而其腐殖化程度(HIX)均低于其它区县.三峡库区消落带土壤DOM中含有类腐殖质荧光团A、C、M和类色氨酸荧光团T,其中紫外区类腐殖质荧光团A的荧光区域积分比例最大.另外,类色氨酸荧光团T与a(355)呈极显著相关(r=0.674,P0.01),影响CDOM浓度变化的主要因素是类蛋白荧光峰T.3D-EEM总荧光强度(TOT)可作为表征三峡库区消落带土壤CDOM荧光团浓度的指标.消落带土壤DOM腐殖化程度较低,生物可利用性较高.另外,消落带干湿交替作用对不同高程土壤DOM地化特征影响的差异较小,这可能与当地农业活动、沿岸植物生长以及DOM矿化过程有关.     

小波分析在湖泊常见浮游藻荧光识别测定中的应用

利用Daubechies7（db7）小波函数对27种分属于6个门,22个属的主要湖泊常见浮游藻的三维荧光光谱进行分解,得到各尺度分量及小波分量,应用Bayesian判别分析选择第三层尺度分量（Ca3）作为最佳特征谱,通过系统聚类分析得到浮游藻的标准谱库,结合非负最小二乘法解析的多元线性回归建立湖泊常见浮游藻的荧光识别测定技术.将该技术用于单种藻样品、模拟混合样品及实际混合样品的识别分析,单种藻样品在门类水平上的识别正确率平均为98.6%,识别测定的平均相对含量为90.8%.在实验过程中加入一定比例的噪声,考察了标准谱库的抗噪能力.对于104个实验室混合样品,优势门的藻在门类水平上的平均识别正确率为97.0%,识别的平均相对含量为67.7%,次优势门的藻在门类水平上的平均识别正确率为90.7%,识别的平均相对含量为32.3%.结果表明,所建立的识别测定技术具有可行性.