表面增强拉曼散射光谱新型基底及其在环境微生物分析中的应用研究进展

表面增强拉曼散射（Surface Enhanced Raman Scattering,SERS）光谱作为一种新型的快速分析技术,在灵敏度、分辨率、重现性等方面的进一步提高及应用领域的不断扩大,主要取决于该技术的核心组成部分基底的发展,新型基底研究一直是该技术领域的热点之一.从基底组成类型出发,围绕SERS增强机理（电磁增强与化学增强）,综述近几年零维（0D）纳米胶体与颗粒、一维（1D）纳米棒、二维（2D）平面载体与三维（3D）立体载体作为新型基底材料的研究进展,对典型材料的结构特性、拉曼增强机理、优缺点、性能优化方法及应用等进行分析和对比;介绍SERS及相关联用技术在环境微生物分析中的应用进展.SERS通过材料维度的增加及形状的改变而增加基底的稳定性,改善其检测“热点”的均匀度,提高获得的谱图重现性;SERS通过基底材料的功能化修饰进一步提高其检测的特异性;SERS通过与微流控、稳定同位素标记、机器学习等联用提高其对复杂样品的检测能力,从而使其在环境微生物的鉴别、分类、监测等方面发挥着不可替代的作用.由于环境微生物种类繁多,个体组成与取样环境复杂,非目标物质干扰较多,环境微生物SERS...     

室内空气中污染物的检测技术

室内环境空气污染对人体健康影响很大,文中指出了影响人体健康的致病因子,分析了单个微粒的光通量和粒径之间的关系。鉴于单下颗粒的散射光信号很弱,本文提出一种方法,把激光器的内腔作为颗粒注入区,利用激光器的内腔功率谱密度远大于腔外功率密度的特点,结合先进的激光散控制理论,对空气中的颗粒进行检测。     

巯基棉分离富集瑞利光散射测定渗滤液中的Zn(Ⅱ)

建立了巯基棉分离富集快速测定垃圾渗滤液中Zn(Ⅱ)的瑞利光散射新方法,探讨了适宜的反应条件及主要分析化学性质。在酸性Tris-盐酸缓冲介质中,固绿FCF-溴代十六烷基吡啶(TPB)能与Zn(Ⅱ)结合生成三元缔合物,使体系的瑞利散射(RLS)显著增强并产生新的RLS光谱,在最大瑞利散射峰367 nm波长处,Zn(Ⅱ)的浓度在0.002~0.23 mg/L范围内与体系的△I_(RLS)呈线性关系,检出限为0.001 3 mg/L。方法用于垃圾填埋场渗滤液中Zn(Ⅱ)的测定,回收率为98.94%~103.9%,相对标准偏差RSD(n=6)为1.5%~2.0%。     

环境烟草烟气粒径分布及其对光散射的影响

为了测量典型办公室内环境中环境烟草烟气悬浮颗粒物的数浓度和粒径分布变化,以及其对颗粒光散射的影响,在6.8 m×3.2mx2.8 m的试验间进行试验,采用测量范围为5～1 000 nm的DMS500扫描电迁移率粒径谱仪进行粒径测量.结果表明,不同卷烟样品的烟气粒径分布曲线近似,都可以用对数正态分布函数来描述.4种卷烟样品粒径分布及参数变化速率相似,在4 800 s内数中值粒径CMD平均值从105 nm增大至155 nm,几何标准差GSD平均值从1,58减小至1.45,CMD和GSD的变化趋势近似符合指数函数.利用基于Mueller光散射理论的程序计算烟颗粒对散射光的影响.粒径分布的变化显著改变了颗粒散射光强度,CMD最大使散射光强度增大7倍,GSD引起的强度变化较小.综合考虑烟气颗粒数浓度降低和粒径分布的变化,散射光强度最大增大3倍.     

诱导喷嘴改进滤筒脉冲清灰效果的实验研究

改善清灰效果是提高滤筒除尘效率的关键和难点问题。运用自制脉冲喷吹实验台,采用诱导喷嘴(超音速引流喷嘴和气流散射器)对325 mm×660 mm滤筒进行脉冲喷吹清灰实验研究,并与采用普通喷吹孔的实验结果进行比较分析,得出采用诱导喷嘴时侧壁正压力峰值平均值是普通喷吹孔的1.465倍;且采用诱导喷嘴时各测点的不均衡系数为0.768～1.336,普通喷口为0.270～2.251,而不均衡系数越接近于1,其清灰效果越好;同时,采用诱导喷嘴时各测点基本在同一时刻达到正峰值。实验充分表明采用诱导喷嘴确保了滤筒长度方向上内壁清灰压力的均匀性,且对滤筒清灰效果有明显的改善作用。     

染料探针技术对二级出水中优势污染物的定量检测

分别以刚果红和中性红为染料探针,建立了牛血清蛋白质(BSA)和海藻酸多糖(SA)含量与共振光散射(RLS)发射光谱强度间的线性关系;以甲苯胺蓝为染料探针,建立了腐殖酸(HA)含量与紫外吸光度间的线性关系;优化了3种标准物质的检测浓度范围及溶液p H值条件;考察了染料探针分析方法对标准物的二元和三元混合样品中的回收率.结果表明在适宜的浓度范围内,BSA、HA、SA浓度与染料探针光谱强度间的线性相关系数R0.98,3种标准物在混合样品中的回收率不小于95%,标准误差低于0.11%.以紫外光谱和3D-EEM光谱特征作为城市污水二级出水样品中蛋白质、多糖和腐殖酸的定性依据,确认了4种二级出水样品中的优势污染物.通过染料-探针技术与国标法测得的多糖和蛋白质质量浓度的相对偏差在1.2%~0.04%之间.     

气溶胶等效复折射率反演的免疫进化算法

通过Mie散射理论公式构建目标函数,利用免疫进化算法对气溶胶等效复折射率的实部和虚部进行协同优化,据此创新性地提出了气溶胶等效复折射率反演的新途径.基于成都市2017年9~12月逐时的气溶胶散射系数和吸收系数观测数据以及该时段同时次GRIMM180大气颗粒物监测仪的连续监测资料,研究结果表明,气溶胶等效复折射率反演的免疫进化算法不仅是普适的,而且还具有收敛速度快、计算稳定和求解精度高等特点.通过与其它气溶胶等效复折射率反演方法的对比分析,进一步论证了新方法的优势,这为气溶胶等效复折射率演变机理以及气溶胶吸湿性增长模型的后续研究提供了算法保障.     

张北地震序列的尾波Qc值研究

采用尾波单次散射模型,选取张北地震序列70条波形记录,计算了张北地区t=58.88s时的尾波QC值:QC(f)=132.6±20f0.96±0.14。研究中发现,随流逝时间的增加QC逐渐增大,当流逝时间>120s时,出现逆转,QC迅速减小。文中采用频率域方法计算QC值,尾波功率谱计算自t>2ts开始,选用垂直向波形记录,取时间窗长为5.12s,步长2.56s向前滑动,每个时间窗两端5%的数据与余弦函数相乘,然后做FFT变换,分别计算9个中心频点各时间窗的能量密度谱,尾波流逝时间取各时间窗的中心点。当信号的能量密度<4倍的背景噪声能量密度时,尾波能量密度取值结束。求得能量密度谱后,线性拟合可求得不同流逝时间各频点的QC值。     

X射线康普顿散射成像技术的研究与应用

本文结合X射线安全检查设备应用的现实情况,阐述了X射线康普顿散射成像原理和特点,并就相关成像设备的应用领域进行了介绍和分析。     

浅埋衬砌隧道-邻近建筑地震动力相互作用IBEM模拟

采用高精度间接边界元方法(IBEM)考察地震波入射下隧道-邻近建筑物二维地震动力相互作用的规律。结果表明:建筑物与邻近隧道存在着明显的相互作用,整体动力反应规律取决于隧道,建筑物之间的空间位置关系、隧道埋深、入射波的频率和角度等因素。隧道位于建筑物正下方时,刚性衬砌隧道(相对围岩)对上部结构主要表现为隔震效应;隧道位于建筑物两侧时,隧道对建筑顶部位移有明显放大效应,最大可放大约40%。同时隧道应力也明显增大,最大可放大约43%。因此实际中需根据隧道-建筑物的空间位置关系,适当调整衬砌隧道与沿线建筑物的抗震设防水平。