基于EEMs与UV-vis分析苏州汛期景观河道中DOM光谱特性与来源

为探究汛期连续强降雨对苏州景观河道中溶解性有机物的影响,应用三维荧光光谱（EEMs）结合平行因子分析（PARAFAC）和紫外-可见吸收光谱（UV-vis）技术,分析了汛期不同时期苏州景观河道中溶解性有机物的光谱特性和来源.结果表明,整个汛期时期水体中共有4种溶解性有机物（DOM）荧光组分,包括2种类腐殖质组分（C1和C4）和2种类蛋白质组分（C2和C3）,相关性分析表明荧光组分C2、C3和C4之间存在显著相关性.汛期初期时受初期雨水影响,河道中DOM的总荧光强度较强,而在汛期中期和后期,DOM的荧光强度显著降低.荧光特征参数表明,在汛期初期时DOM的内源性特征显著,到中期时陆源性显著,到后期又以内源占主导.整个汛期SUVA₂₅₄、SUVA₂₆₀和E2/E3都呈现相同趋势,先降低而后升高.受汛期连续强降雨的影响,河道中氮磷营养盐含量增加,但在汛期较强的水动力条件下,藻类并未大量增殖,直到汛期结束后藻类开始大量增殖.荧光组分C2、C3和C4与特征参数（FI、HIX、BIX和β：α）有显著相关性（P<0.01）,所有荧光组分与DOC均有显著相关性（P<0.05）,荧光组分C1与叶绿素a （Chla）有显著相关性.主成分（PCA）分析表明汛期不同时期河道中DOM组分差异显著,汛期连续强降雨对水体中C2、C3和C4组分含量影响显著.     

常见塑料薄膜在大气环境下的老化特征研究

塑料垃圾的老化降解是环境微塑料的重要来源之一。本文选取生活中常用的快递包装袋、外卖包装袋、垃圾包装袋等聚乙烯塑料袋、生物基环保塑料袋和全生物降解塑料袋在室外开展为期16周的暴露实验,通过力学性能测试,结合红外光谱和扫描电镜分析,探究它们在老化降解过程中的特征变化。结果显示,快递包装袋薄膜和外卖包装袋薄膜的断裂伸长率在第5周时迅速降低,垃圾包装袋薄膜和全生物降解塑料袋薄膜的断裂伸长率在第2周迅速降低,垃圾包装袋薄膜第7周之后无法进行力学性能测试,生物基环保塑料袋薄膜的断裂伸长率在实验期间变化不大;5种塑料薄膜的拉伸强度均随老化时间增加而逐渐降低。在老化过程中聚合物与氧气和水发生氧化反应产生羰基、乙烯基和羟基等降解产物,各塑料薄膜的羰基指数、乙烯基指数和羟基指数的变化基本相同,随老化时间增加均呈增加或先增加后降低的变化趋势,而结晶指数变化趋势不明显。经过大气老化后,快递包装袋薄膜和外卖包装袋薄膜表面变得粗糙,出现孔洞和裂纹;垃圾包装袋薄膜表面划痕增加,出现细小白色颗粒;生物基环保塑料袋薄膜表面的淀粉微球剥落并出现分层;全生物降解塑料袋薄膜表面裂纹坑洞变多,颗粒剥落。该结果可为研究包装用塑料...     

荧蒽对披针舟形藻的生长及叶绿素荧光特性影响

利用调制式叶绿素荧光仪(Water-PAM)测定了不同浓度的荧蒽(0、0.1、0.5、1.0、2.0和5.0 mg/L)处理后披针舟形藻(Navicula lanceolata)的叶绿素荧光动力学特征的变化.藻类的生物量以细胞密度表示,测定的主要荧光动力学参数为:光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大光能转化效率(Fv/Fm),PS...     

近红外光谱(NIR)分选技术在塑料分选领域的应用

塑料分选是塑料回收利用的关键环节。精确、高效、绿色、经济的分选方法是塑料回收行业实现可持续发展的重要途径。利用近红外光谱(NIR)分析技术可以实现无损、快速、准确、稳定的在线检测,这为塑料分选的自动化、规模化、智能化提供了新思路。简述了红外光谱分析技术及其他光电分选技术在塑料分选领域的应用进展,以期为今后塑料分选技术的研发推广提供参考。     

高浓度富里酸在臭氧体系中的降解特性

为了解高浓度富里酸在臭氧体系中的降解特性,采用了高效且反应条件温和的臭氧法处理高浓度富里酸模拟废水,并采用紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱,研究了臭氧降解高浓度富里酸的特性与原理.结果表明:在初始pH为8.0、臭氧投加量（以ρ计）为65.00 mg/L的条件下,反应30 min后色度、富里酸、COD_Cr的去除率分别为82.16%、43.28%、26.73%;臭氧利用率从反应2 min时的72.52%降至30 min时的18.15%,B/C[ρ（BOD₅）/ρ（COD_Cr）]由进水的0.27升至0.61,ρ（HCO₃-）由初始的42.2 mg/L增至502.6 mg/L,说明小分子有机物的不断生成和矿化使得模拟废水可生化性大幅提高.紫外-可见吸收光谱分析表明,臭氧能使富里酸模拟废水中易降解物质成分增多、富里酸的结构趋于简单.三维荧光光谱表明,臭氧能有效降解大分子富里酸类物质,并较快速地使小分子色氨酸被氧化,随着反应的持续进行,富里酸的腐殖化程度逐渐降低.      

不同水淹条件下河岸带优势植物类群的生理与生态响应特征

为探究水淹胁迫下河岸带植物的生理和形态变化特征及其响应机制,以乐安河河岸带采集的优势植物类群狗牙根（Cynodon dactylon）、牛鞭草（Hemarthria altissima）、喜旱莲子草（Alternanthera philoxeroides）和蓼子草（Polygonum hydropiper）为材料,在室内进行土壤盆栽培养,利用钢化玻璃水缸控制水位,设置对照、浸润、半淹、全淹4种不同水淹胁迫条件,测定不同胁迫周期各物种的叶绿素含量、光合指标、荧光参数、荧光成像的变化及形态学变化特征,分析各物种对水淹胁迫的抗逆响应.结果表明:短时间（7 d）水淹胁迫下,浸润组、半淹组和全淹组各植物的w（Chlt）（叶绿素总量）、P_n（净光合速率）、T_r（蒸腾速率）、QY_max（最大量子产率）、株高、叶片数等指标与对照组相比总体呈降低趋势,其中浸润组植物叶片中w（Chlt）、P_n、QY_max等均略高于对照组（CK）,而C_i（胞间CO₂浓度）呈上升趋势,NPQ_lss（非光化学淬灭）呈先降后升趋势;长时间（14 d）水淹胁迫下,各植物的上述生理、形态学指标的变化规律与短时间水淹胁迫下基本一致,其中全淹条件下各植物的w（Chlt）、P_n和叶片数在较短期水淹胁迫下大幅下降,各植物3个指标分别显著（P < 0.05）低于对照组,显著差异值分别为:狗牙根100%、100%、100%;牛鞭草62.3%、67.9%、63.8%;喜旱莲子草73.6%、83.2%、89.6%;蓼子草54.5%、100%、100%,狗牙根和蓼子草在全淹条件下接近死亡.研究显示,水淹胁迫对4种植物的生长有不同程度的抑制,同时植物也做出抵消胁迫的抗逆响应.      

基于包络线法的长江三角洲典型植物光谱识别研究

高光谱遥感的出现使树种的精细识别成为可能,本论文利用FieldSpec3便携式地物波谱仪,获取了金边黄杨（Euonvmus Japonicus cv.Aureo-ma）,圆柏（Sabina chinensis）,麦冬（Ophiopogon japonicus）和珊瑚树（Viburnum awabuki）4种植物类型的高光谱数据。在对原始光谱数据进行有效预处理的基础上,进行包络线去除。选择差异较大的550~780 nm光谱波段,对包络线去除后的光谱曲线进行计算得到了这4种植被的吸收峰总面积、吸收峰左面积、吸收峰右面积、对称度等特征参数,根据吸收峰总面积与吸收峰左面积的差异,识别出金边黄杨。最后,对包络线进行一阶微分处理,发现在610~620 nm之间,圆柏的曲线特征表现为吸收谷,其他植物则表现为反射峰;而在670~680 nm之间,麦冬的曲线表现为反射峰,其他植被则表现为吸收谷,根据这两个特征,可以将麦冬、圆柏与珊瑚树区别开来。可见,包络线去除法能突出不同植物光谱特征的差异,从而实现不同树种的光谱识别。本研究结果将为利用遥感数据进行森林树种的高光谱识别与监测提供一些经验。     

城市生活污水偏振反射特性研究

人类正面临着水污染的严峻挑战,其中生活污水是水污染的一大来源。研究城市生活污水的液面偏振反射特性,对于水资源的监测与利用、环境生态保护都具有重大理论意义和应用前景。本文选取不同浓度的三个生活污水样本,应用二向反射光度计测了不同样本在2π空间的多角度偏振反射光谱数据,建立探测方位角、光线入射角、探测天顶角、偏振角、波段等方面对所测水体的偏振反射数据的关系,并进行了初步分析与研究。这为偏振遥感在水资源环境上的应用奠定了实验基础,并对生活污水的偏振光遥感进行了初步研究。     

生物强化SBR系统中邻苯二甲酸二甲酯的降解

为实现低温条件下DMP的快速降解,在SBR反应器中,加入耐低温DMP降解菌Rhodococcus fascians STX-5,考察生物强化系统对DMP的去除效果,并通过设计特异引物,对邻苯二甲酸双加氧酶降解基因(phtA)进行扩增,利用荧光原位杂交(FISH)和实时荧光定量(q-PCR)对降解基因分布和丰度进行检测。结果表明,生物强化可显著提高DMP降解率(p0.05),强化反应器在20℃和15℃的条件下,运行后期对1 000 mg/L的DMP平均去除率分别达90%和71%,而未经强化系统对DMP去除率为54%和32%。FISH结果显示,phtA基因在反应器运行不同时段其分布特征不同,当DMP降解率上升时,其分布范围变宽且更均匀。q-PCR结果进一步表明,phtA基因丰度与DMP降解成正相关,在反应器运行的后期MLVSS与phtA基因丰度成显著正相关(r=0.97,p0.05)。当温度从20℃降至15℃时,未经强化系统中phtA基因从3.5×10~8copies/mg MLVSS下降到0.73×10~8copies/mg MLVSS,经强化的系统phtA基因数量在短暂下降后保持在4.5×10~8copies/mg MLVSS。     

不同氨氮填加量下沉水植物对沉积物DOM荧光特性的影响

采用三维荧光光谱技术,模拟研究了不同氨氮添加量(0,100,200和400 mg/kg)下沉水植物对湖泊沉积物DOM(溶解性有机质)荧光特性的影响.结果表明:不同氨氮添加量下,沉水植物的存在明显增强沉积物DOM荧光强度,其中对类蛋白质和类氨基酸组分荧光强度影响较大(荧光强度分别增大了20%～77%和27%～56%);而对类腐殖酸和类富里酸组分影响相对较小(荧光强度分别增大了5%～25%和21%～29%). 添加氨氮可增强沉水植物对沉积物DOM荧光强度影响的程度,当添加量为100 mg/kg时,沉水植物生长最旺盛,沉积物DOM中类蛋白质和类氨基酸组分荧光强度增幅最大(分别约77%和56%);即外源氨氮通过增加沉积物蛋白质和氨基酸含量增强了沉积物有机氮的生物有效性;而在其他添加量下,DOM各荧光组分强度增幅不大,即适当添加外源氨氮,可通过促进沉水植物生长增加沉积物中蛋白质和氨基酸等含量,从而提高沉积物有机氮的生物有效性.