基于LIBS技术的钢丝表调液Zn元素快速检测分析

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作者 时晨 马明俊 +4 位作者 方丽 赵南京 殷高方 陈富强 张小玲 《激光技术》 北大核心 2025年第2期175-179,共5页

为了实现钢丝表调液在线快速检测,采用滤纸富集钢丝表调液,验证富集方式的可行性;在此基础上研究了pH值对激光诱导击穿光谱(LIBS)技术检测结果的影响,并通过匹配标准样pH值分别建立定标曲线,反演某钢丝厂7种表调液中的Zn元素,进行了理... 为了实现钢丝表调液在线快速检测,采用滤纸富集钢丝表调液,验证富集方式的可行性;在此基础上研究了pH值对激光诱导击穿光谱(LIBS)技术检测结果的影响,并通过匹配标准样pH值分别建立定标曲线,反演某钢丝厂7种表调液中的Zn元素,进行了理论分析和实验验证。结果表明,Zn含量相同时,随着pH值变化,其LIBS光谱强度有显著差异;不同种类钢丝表调液pH值覆盖-0.91~8.95,针对不同pH值样品,其相关系数均达0.98以上,7种表调液LIBS技术检测与电感耦合等离子体质谱法检测结果之间平均相对误差为-13.09%;用LIBS技术结合pH值匹配建立定标曲线,可实现钢丝表调液中Zn元素快速准确测量。该研究为LIBS技术应用到钢丝生产过程中表调液关键元素的在线检测提供了方法基础。 展开更多

关键词 光谱学 快速检测 激光诱导击穿光谱 重金属 钢丝表调液

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水质-藻类耦合视角下的水质评估与驱动因子——以新安江上游安徽段流域为例

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作者 张劲松 巨昕玥 +8 位作者 郑洁 黄朋 胡翔 董鸣 贾仁庆 王翔 马明俊 赵南京 殷高方 《中国环境科学》 北大核心 2025年第8期4482-4490,共9页

以新安江上游安徽段流域为例,从水质-藻类耦合视角研究了2022年8月~2023年4月期间其水质演变过程与藻类响应特征;利用多元统计分析探究了水质演变的关键驱动因子,在此基础上辨识水质演变特征与藻类指标之间的潜在关联性,开发了具备水生... 以新安江上游安徽段流域为例,从水质-藻类耦合视角研究了2022年8月~2023年4月期间其水质演变过程与藻类响应特征;利用多元统计分析探究了水质演变的关键驱动因子,在此基础上辨识水质演变特征与藻类指标之间的潜在关联性,开发了具备水生态健康指示效应的关键藻复合指标:单位质量藻表观浊度(AT)和总藻浓度梯度下典型藻优势度(ADI),揭示了其在水质评估中的作用机制.最后,提出了集水质和藻类响应特征于一体的综合水质识别概念模型.结果表明,(1)研究区水质评价以Ⅲ类为主(占比为67.9%),水质综合指数(WQI)平均值为81.61(范围为55.44~90.83),达到良好等级,在2023年2月~2023年4月水质出现明显恶化,WQI平均值降至76.09,特别需要更好的识别和保护;(2)水温(WT)、溶解氧(DO)及营养盐浓度是导致水质演变的重要驱动因子,Spearman相关系数最高可达0.72(P≤0.01);(3)藻复合指标AT和ADI作为表征水质和生态系统状态的综合指标可快速识别水体恶化;(4)基于感官特征、有机物特征和藻类响应特征构建的水质识别概念模型有望解决现有水质评价标准忽略水质恶化和生物指标的问题.研究结果可为新安江水源地水生态环境的识别和保护以及传统监测系统的提升与革新提供科学理论依据. 展开更多

关键词 水质-藻类耦合 水质评估 驱动因子 新安江

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基于红外光谱技术的秸秆还田环境下土壤氨挥发特征分析（英文） 被引量：4

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作者 何莹 张玉钧 +3 位作者 尤坤 高彦伟 赵南京 刘文清 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期397-402,共6页

研究氨近红外光谱特性并建立浓度反演算法模型,重点优化相关性分析和温度修正功能.利用开放式激光吸收光谱技术建立氨区域监测系统,于2015年在安徽涡阳秸秆还田示范区开展监测实验,研究玉米和小麦种植情况下的土壤氨挥发特征.研究结果表... 研究氨近红外光谱特性并建立浓度反演算法模型,重点优化相关性分析和温度修正功能.利用开放式激光吸收光谱技术建立氨区域监测系统,于2015年在安徽涡阳秸秆还田示范区开展监测实验,研究玉米和小麦种植情况下的土壤氨挥发特征.研究结果表明,氨浓度具有日变化趋势:白天浓度上升在正午达到最高值,逐步降低到夜间至最小值.夏、秋季典型小时浓度变化范围为0.6×10^(-3)~1.34×10^(-3)mmol/mol和1.14×10^(-3)~1.82×10^(-3)mmol/mol,秋季玉米和夏季小麦秸秆还田的最大氨日均浓度为4.6×10^(-4)mmol/mol和1.7×10^(-3)mmol/mol,还田一个多月后氨浓度明显上升,并存在一定季节性差异.近红外光谱技术为明晰土壤氨排放规律提供了技术支持. 展开更多

关键词 近红外激光吸收光谱 氨挥发 秸秆还田 开放式监测 浓度反演算法

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非分散红外吸收光谱法空气痕量污染气体监测浓度算法 被引量：11

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作者 陈晓宁 刘建国 +1 位作者 司福祺 刘文清 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期114-117,共4页

针对城市痕量污染气体检测中,所测气体浓度低、吸收弱,采用两点标定和高浓度标气定标造成吸收曲线误差增大的问题,本文提出了采用低浓度标气、多点定标的方法来获得吸收曲线的方法来建立吸收方程。该方法是基于比尔-朗伯吸收定律的吸收... 针对城市痕量污染气体检测中,所测气体浓度低、吸收弱,采用两点标定和高浓度标气定标造成吸收曲线误差增大的问题,本文提出了采用低浓度标气、多点定标的方法来获得吸收曲线的方法来建立吸收方程。该方法是基于比尔-朗伯吸收定律的吸收方程,当测量气体浓度较低时,其浓度和吸光度呈线性关系来完成。采用低浓度标气、多点定标两种方法的结合,来获得测量气体的吸收曲线。试验结果表明,有很高的测量精度。 展开更多

关键词 非分散红外 线性吸收 低浓度 多点定标

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基于OP-FTIR法监测城市交通排放CO、CO_2、N_2O和CH_4气体 被引量：11

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作者 李相贤 高闽光 +4 位作者 徐亮 童晶晶 魏秀丽 程巳阳 冯明春 《红外技术》 CSCD 北大核心 2011年第8期473-476,482,共5页

介绍了在傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术基础上发展起来的一种监测气体的新方法——开放光程傅里叶变换红外光谱(OP-FTIR)法和基于非线性最小二乘法反演气体浓度的算法。利用OP-FTIR系统对广州交通排放CO、CO2、N2O和CH4气体进行了连续监... 介绍了在傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术基础上发展起来的一种监测气体的新方法——开放光程傅里叶变换红外光谱(OP-FTIR)法和基于非线性最小二乘法反演气体浓度的算法。利用OP-FTIR系统对广州交通排放CO、CO2、N2O和CH4气体进行了连续监测,并对实验结果进行了分析。实验表明:广州交通排放CO、CO2、N2O和CH4气体浓度与交通流量密切相关,并具有明显的日变化周期特征。整个监测期间,CO2和CO、CH4具有较高的相关性。 展开更多

关键词 交通排放 温室气体 OP—FTIR 相关性

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亚心形扁藻运动参数对海水中重金属响应特征

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作者 安莉莎 殷高方 +4 位作者 甘婷婷 赵南京 谭小璇 王涛 黄朋 《中国环境科学》 北大核心 2025年第5期2897-2904,共8页

现有海洋污染的生物毒性检测方法均存在毒性响应时间长,难以实现海洋污染物快速响应难题.以具有能动性的海洋微藻亚心形扁藻为受试生物研究了其运动性对海洋典型重金属污染物汞(Hg)和铬(Cr)的毒性响应性能,以期为建立海洋生物毒性快速... 现有海洋污染的生物毒性检测方法均存在毒性响应时间长,难以实现海洋污染物快速响应难题.以具有能动性的海洋微藻亚心形扁藻为受试生物研究了其运动性对海洋典型重金属污染物汞(Hg)和铬(Cr)的毒性响应性能,以期为建立海洋生物毒性快速检测方法提供依据.结果表明:2h内,亚心形扁藻的运动参数,包括运动方式、运动能力和游泳速度对0.075~2.5mg/L Hg和0.1~3mg/L Cr均产生了明显的响应,运动性参数与两种重金属浓度间都呈现良好的剂量-效应关系;基于不同运动性参数获得Hg和Cr的2h-EC_(50)值分别为0.63~2.38mg/L和0.60~2.49mg/L;总体上,不同运动参数中曲线运动速度(VSL)对重金属Hg和Cr毒性具有最灵敏的响应,以VSL为响应指标获得的Hg和Cr的2h胁迫下的半抑制浓度值(2h-EC_(50)值)分别为0.63和0.60mg/L.上述结果与传统毒性试验(包括微藻72h生长抑制试验、24~48h光合抑制试验和96h鱼类死亡试验)结果均具有可比性,且毒性响应时间大大缩短,表明微藻运动性作为一种新型生物测试指标可以对海洋重金属类污染物毒性进行快速、有效评价. 展开更多

关键词 运动性 海洋微藻 重金属 海洋污染 生物毒性

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基于PIEspline的土壤XRF光谱背景扣除方法研究

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作者 李唐虎 甘婷婷 +4 位作者 赵南京 殷高方 叶紫琪 汪颖 盛若愚 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第5期1364-1372,共9页

XRF光谱法作为重金属现场快速检测的重要技术手段,当其用于土壤重金属检测时,受土壤基质影响XRF光谱中存在强度较高且复杂的背景光谱,严重影响重金属特征谱峰信息的准确获取及定量分析准确性。针对该问题,提出一种极值法峰谷识别与惩罚... XRF光谱法作为重金属现场快速检测的重要技术手段,当其用于土壤重金属检测时,受土壤基质影响XRF光谱中存在强度较高且复杂的背景光谱,严重影响重金属特征谱峰信息的准确获取及定量分析准确性。针对该问题,提出一种极值法峰谷识别与惩罚项修正的三次平滑样条曲线拟合相结合(PIEspline)的土壤XRF光谱背景扣除方法,该方法首先通过极值法对土壤完整XRF光谱中的峰谷点进行识别,获取光谱中对背景具有代表性的数据点,再对一系列峰谷点进行惩罚项修正的三次平滑样条曲线拟合形成背景基线,从而实现土壤XRF光谱中复杂背景的扣除;并通过与自适应迭代重加权惩罚最小二乘法(airPLS)、迭代小波变换法(IWT)、统计敏感的非线性迭代剥峰算法(SNIP)三种传统光谱背景扣除方法对比,进一步验证了PIEspline方法的性能。结果表明:对于模拟的土壤XRF光谱,PIEspline方法所获取的背景谱线与光谱真实背景谱线间的均方根误差(RMSE)分别为0.4258和0.6441,均低于其他三种方法,并且具有最快的背景扣除运行效率;对于栗钙土、盐碱土和黄土三种不同类型土壤及农用、工业、建筑三种不同用途土壤,PIEspline方法背景拟合所获得的XRF光谱中10个特征谷点处荧光强度的平均相对误差为10.87%,与三种传统方法相比分别降低了84.88%、76.30%和16.51%;且PIEspline方法用于上述6种土壤中Cr、Pb、Cd定量分析的平均相对误差分别为4.01%、2.50%和5.20%,与airPLS、IWT、SNIP三种方法相比分别降低了22.39%~84.07%、60.15%~71.92%和79.18%~84.07%,且当土壤类型和用途发生变化时,PIEspline方法的相对误差波动最小,展现出了最好的稳定性,表明PIEspline方法在不同类型及不同用途土壤多种重金属同时XRF定量分析中具有最好的普适性。因此该研究所提出的PIEspline方法能够实现不同类型与不同用途土壤XRF光谱背景的精准扣除,有利于提高重金属XRF定量分析准确性。该研究为土壤重金属XRF现场快速准确检测提供了重要的方法基础。 展开更多

关键词 X射线荧光 背景扣除 重金属检测 光谱解析 土壤

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基于TDLAS技术的CO在线测量平衡探测电路设计 被引量：3

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作者 贺春贵 张玉钧 +7 位作者 鲁一冰 刘国华 唐七星 范博强 何莹 尤坤 高乾坤 张恺 《电子测量技术》 2018年第1期18-23,共6页

一氧化碳（CO）是大气中分布最广和数量最多的污染物,它是不完全燃烧的产物之一,在机动车尾气和化石燃烧过程中的排放,也可能是一些材料过热时产生的分解气体,如组合电器开关中的有机绝缘材料在过热故障时产生。因此在不同应用场合进行... 一氧化碳（CO）是大气中分布最广和数量最多的污染物,它是不完全燃烧的产物之一,在机动车尾气和化石燃烧过程中的排放,也可能是一些材料过热时产生的分解气体,如组合电器开关中的有机绝缘材料在过热故障时产生。因此在不同应用场合进行痕量CO气体高灵敏测量具有重要意义。平衡探测光谱技术可去除激光器光源波动噪声,增大检测信号的动态范围,提高检测灵敏度。基于TDLAS技术,结合平衡探测光谱技术,设计了平衡探测电路,开展了不同CO浓度测量的实验研究,并得到测量实验系统检测下限为0.44×10^-6,其检测灵敏度比直接吸收光谱技术提高了近4.8倍。 展开更多

关键词 TDLAS技术 平衡探测技术 CO浓度测量 电路设计

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不同环境条件杂环农药三维荧光光谱发射特性研究 被引量：1

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作者 吴文涛 陈宇男 +2 位作者 肖雪 杨瑞芳 赵南京 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期788-793,共6页

掌握不同环境因素下的光谱发射特性是农药准确测量的前提。以多菌灵、西维因、麦穗宁三种杂环农药为研究对象,研究了农药在不同pH值和常见阴、阳离子条件下的三维荧光光谱发射特性,并初步分析了Fe^(3+)和Cu^(2+)对三种农药的荧光猝灭机... 掌握不同环境因素下的光谱发射特性是农药准确测量的前提。以多菌灵、西维因、麦穗宁三种杂环农药为研究对象,研究了农药在不同pH值和常见阴、阳离子条件下的三维荧光光谱发射特性,并初步分析了Fe^(3+)和Cu^(2+)对三种农药的荧光猝灭机制。结果表明,多菌灵和麦穗宁均具有两个荧光峰,西维因仅有一个荧光区域,三种农药的主要荧光峰分别位于λ_(ex)/λ_(em)=280/300,310/340和280/335 nm,多菌灵和麦穗宁的次荧光峰Peak B分别位于λ_(ex)/λ_(em)=245/305 nm,λ_(ex)/λ_(em)=250/340 nm;多菌灵与麦穗宁随pH值变化表现为相似的荧光发射特征,在酸性/碱性降低时,荧光强度增大;酸性条件下西维因的荧光发射强度无明显变化,但在碱性条件下,随pH值的减小荧光强度不断增强;三种农药在pH值6.16~7.4范围内均可获得较好的荧光发射特征。水中CO_3^(2-),SO_4^(2-),NO_3^-,Cl^-,HPO_4^(2-),HCO_3^-,Mg^(2+),Zn^(2+),NH_4^+,Na^+,Ca^(2+)和K^+等12种常见离子对多菌灵,西维因和麦穗宁的荧光发射特性无明显影响。Fe^(3+)与Cu^(2+)离子通过静态荧光猝灭反应,影响三种农药的荧光发射强度。随着离子浓度的增加荧光强度不断降低,在实际测量中,需重点考虑Fe^(3+)和Cu^(2+)对测量结果的影响。该研究结果为水体杂环农药的准确测量提供了基础数据。 展开更多

关键词 杂环农药 三维荧光 环境因素 荧光特性

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基于ZEMAX的气体光学吸收池的设计与优化 被引量：1

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作者 徐金凤 张玉钧 +2 位作者 何莹 尤坤 高彦伟 《红外技术》 CSCD 北大核心 2015年第4期300-304,共5页

基于光谱吸收法的瓦斯实时监测系统的核心器件是开放式光学吸收池,根据矩阵传输理论和q参数的ABCD法则,设计了由2个相对的C-Lens组成的光学吸收池结构,并在ZEMAX的物理光学模式下实现仿真与优化。由理论分析得到结构的初步参数并在ZEMA... 基于光谱吸收法的瓦斯实时监测系统的核心器件是开放式光学吸收池,根据矩阵传输理论和q参数的ABCD法则,设计了由2个相对的C-Lens组成的光学吸收池结构,并在ZEMAX的物理光学模式下实现仿真与优化。由理论分析得到结构的初步参数并在ZEMAX中进行优化,并使用合适的优化操作数对像差进行校正,经过逐步优化得到工作距离为100.39 mm的吸收池结构参数。高斯光束从一端光纤输出的束腰半经为5.2μm,经C-Lens聚焦和准直后,耦合到另一端光纤的束腰半经为5.48μm,该光学吸收池对甲烷近红外激光的耦合效率达到92%。通过实验验证了该光学吸收池的稳定性和高耦合效率,适用于甲烷气体的开放式光学气体传感和在线监测。 展开更多

关键词 物理光学 C-Lens ZEMAX 耦合效率

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水质生物毒性检测方法研究进展与应用现状

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作者 谭小璇 甘婷婷 +3 位作者 殷高方 李乐彤 黄朋 安莉莎 《岩矿测试》 北大核心 2025年第3期331-351,共21页

突发性水体污染事件频繁爆发,对供水安全、生态环境和人类健康构成严重威胁,已成为制约社会经济可持续发展的重大环境问题。面对数以万计的毒性污染物及日益严峻的水污染问题,水质生物毒性检测由于能够以效果导向反映污染物对水生生物... 突发性水体污染事件频繁爆发,对供水安全、生态环境和人类健康构成严重威胁,已成为制约社会经济可持续发展的重大环境问题。面对数以万计的毒性污染物及日益严峻的水污染问题,水质生物毒性检测由于能够以效果导向反映污染物对水生生物的毒害效应,弥补传统理化指标检测既无法实现水体众多毒性污染物的全面检测,又无法准确判断污染物对生物体的毒害影响等不足,已成为水质状况调查及水环境安全监管的重要手段,对保障水质及水生态环境安全至关重要。鉴于此,本文基于近年来国内外水质生物毒性检测相关研究成果,系统总结了现有水质生物毒性检测方法,基于不同检测方法所用的毒性响应指标、毒性检测原理,对比了不同检测方法的特点,分析了已有检测方法的发展现状。当前,基于不同受试生物(鱼类、蚤类、发光菌类、藻类)的水质生物毒性检测方法,已在重金属、农药(包括杀虫剂、杀菌剂、除草剂)等典型环境污染物毒性分析及实际水体毒性检测与评估中获得广泛应用。其中,发光菌法及藻类光合抑制法由于具有毒性响应快速的特点,是当前水质生物毒性现场快速检测的重要手段。由于不同受试生物对不同类型污染物的毒性响应灵敏性存在差异,仅以单一生物和单一指标无法全面评价水体综合毒性。未来,发展基于多层级水生生物的多指标水质生物毒性检测与评估方法、建立水体表观毒性及潜在毒性相融合的水质毒性全面表征与评估新方法及相应的毒性分级标准,将是水质生物毒性检测研究方向的发展重点与难点。 展开更多

关键词 水质生物毒性 毒性检测 水质安全 环境污染物 水生生物 发光菌毒性检测法 藻类毒性检测法

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城市生活污水处理过程三维荧光光谱在线监测分析方法 被引量：22

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作者 杨金强 赵南京 +5 位作者 殷高方 俞志敏 甘婷婷 王翔 陈敏 冯春 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1993-1997,共5页

采用三维荧光光谱(3D-EEMs)结合主成分分析(PCA)方法,将城市生活污水的三维荧光光谱分为芳香性蛋白类、微生物代谢产物、腐殖酸类和富里酸类物质四个光谱区域,判断各区域的主成分贡献率,求取各区域的第一主成分区域值,建立其与水体化学... 采用三维荧光光谱(3D-EEMs)结合主成分分析(PCA)方法,将城市生活污水的三维荧光光谱分为芳香性蛋白类、微生物代谢产物、腐殖酸类和富里酸类物质四个光谱区域,判断各区域的主成分贡献率,求取各区域的第一主成分区域值,建立其与水体化学需氧量(COD)和总氮(TN)关系,研究了城市生活污水处理效果快速分析评价方法。研究结果表明,城市生活污水荧光物质主要由方香性蛋白类物质、微生物代谢产物、腐殖酸类和富里酸类物质构成,各物质的荧光区域分布不同,在污水处理过程中芳香性蛋白类物质和微生物代谢产物区域光谱变化明显,腐殖酸类和富里酸类物质区域光谱变化较小;光谱各区域第一主成分区域值与水体COD及TN之间具有良好相关性,其中芳香性蛋白类物质光谱第一主成分区域值与COD相关系数达到97.63%,芳香性蛋白类物质和微生物代谢产物第一主成分区域值之和与腐殖酸类和富里酸类物质第一主成分区域值之和的比值(Yp/Yf)与TN相关系数达到94.02%。通过将水体三维荧光光谱结合主成分分析方法,实现了对污水处理各流程的荧光光谱的信息降维提取,避免了各物质荧光峰的重叠和光谱信息冗余;通过水体中各物质的光谱特性将光谱分割为不同的物质区域,求取各区域内光谱第一主成分区域值,提高了物质识别的准确率,有效地解决了各物质光谱信息识别问题;通过利用芳香性蛋白类物质光谱第一主成分区域值和Yp/Yf与常规水质指标COD和TN作相关性分析,为污水处理监测提供了一种实时有效的监测生活污水水质状况方法,解决了污水处理流程难以实时准确监测的问题。因此,利用三维荧光光谱结合主成分分析方法可对城市生活污水处理过程进行快速判别,为污水处理过程中水质监测、工艺优化及处理效果评估提供了一种全新的快速在线监测分析方法。 展开更多

关键词 城市生活污水 三维荧光光谱 主成分分析 溶解性有机物

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持久性有机污染物荧光光谱检测技术研究进展 被引量：10

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作者 黄尧 赵南京 +7 位作者 孟德硕 左兆陆 王翔 马明俊 杨瑞芳 殷高方 刘建国 刘文清 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2107-2113,共7页

持久性有机污染物(POPs)种类繁多,分布范围广,对生态环境和人体健康的危害性已引起广泛关注。环境中POPs的监测分析对于污染评价、污染物修复和生产管理等有着重要的意义。基于色谱分离技术的传统检测方法具有检测限低、灵敏度高、稳定... 持久性有机污染物(POPs)种类繁多,分布范围广,对生态环境和人体健康的危害性已引起广泛关注。环境中POPs的监测分析对于污染评价、污染物修复和生产管理等有着重要的意义。基于色谱分离技术的传统检测方法具有检测限低、灵敏度高、稳定性好等优点,但也普遍存在周期长、消耗高、过程繁琐等弊端。荧光光谱分析法具有样品使用少、预处理简单、快速、无损等优势而发展迅速,国内外学者开展了大量研究工作,形成了比较完善的方法体系。介绍了我国现行环境标准中POPs的控制浓度和检测方法,综述了近年来直接/间接荧光、同步荧光扫描联用技术、化学多维校正-三维荧光光谱法和激光诱导荧光技术对POPs检测方面的应用和研究进展,重点包括土壤及水体中多环芳烃、多氯联苯、有机氯农药等,着重介绍了最新研究成果,总结了技术各自适用的情况,分析了不足与待完善之处,并针对POPs的直接荧光光谱检测技术今后的研究与应用方向提出了展望,为进一步发展POPs的荧光光谱快速检测技术提供参考。 展开更多

关键词 持久性有机污染物 荧光光谱 检测技术 环境污染

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基于激光诱导荧光的溢油厚度定量检测实验研究 被引量：12

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作者 陈宇男 杨瑞芳 +4 位作者 赵南京 祝玮 黄尧 张瑞琦 陈晓伟 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期3646-3652,共7页

海上溢油油膜厚度的定量检测是实现溢油量准确估计的重要依据和手段,为制定石油污染应急响应提供了基础数据。本文基于激光诱导荧光(LIF)的方法以柴油(0#diesel)、机油(Mobil motor oil 20w-40)、润滑油(Shell Helix 15w-40,Shell Helix... 海上溢油油膜厚度的定量检测是实现溢油量准确估计的重要依据和手段,为制定石油污染应急响应提供了基础数据。本文基于激光诱导荧光(LIF)的方法以柴油(0#diesel)、机油(Mobil motor oil 20w-40)、润滑油(Shell Helix 15w-40,Shell Helix 10w-40,Shell Helix 5w-40)为研究对象,重点分析了油膜厚度-荧光发射强度关系,检出限以及油膜厚度在不同水体中定量检测的准确性。结果表明:0#柴油和美孚机油20w-60的荧光光谱特征与润滑油的光谱特征有明显不同,柴油的荧光峰位于326nm其FWHM为60nm,美孚机油20w-60则具有三个荧光峰分别位于360nm/375nm/390nm其FWHM为100nm。三种润滑油(壳牌润滑油15w-40、壳牌润滑油10w-40、壳牌润滑油5w-40)的荧光光谱重叠明显,荧光峰分别位于334,344和343nm且FWHM分别为75,45和50nm。5种油膜的荧光强度均随油膜厚度的增加而增加,校正曲线的相关性分别为0.997 8,0.997 9,0.996 4,0.997 8和0.996 0,均具有较好的相关性,5种油膜检出限分别为0.03,0.02,0.02,0.03和0.05μm,0#柴油在合成海水A和B中的平均相对误差为5.04%和8.73%,平均相对标准偏差分别为4.37%和8.36%,美孚机油20w-40在合成海水A和B中的平均相对误差为7.99%和9.97%,平均相对标准偏差为4.78%和6.23%。壳牌润滑油15w-40在合成海水A和B中的平均相对误差为8.54%和13.69%,相对标准偏差为5.05%和9.08%。壳牌润滑油10w-40在合成海水A和B中的平均相对误差为6.33%和12.38%,平均相对标准偏差为2.85%和7.92%。壳牌润滑油5w-40在合成海水A和B中的平均相对误差为4.28%和11.57%,平均相对标准偏差为3.56%和7.73%。可见5种油膜在不同水体中定量检测的平均相对误差均小于14%,平均相对标准偏差均小于10%,研究结果可以实现对薄油膜的测量,为海上油膜厚度的在线监测提供了技术手段。 展开更多

关键词 激光诱导荧光 油膜厚度 在线监测

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基于光脉冲诱导快相与弛豫荧光的光合作用参数测量技术（英文） 被引量：3

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作者 覃志松 殷高方 +8 位作者 赵南京 石朝毅 甘婷婷 肖雪 段静波 张小玲 陈双 刘建国 刘文清 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期76-83,共8页

为了更准确获取反映植物生理状态的荧光动力学曲线,基于光合作用电子传递过程研究了植物光合作用参数测量技术。采用可变光脉冲技术将植物光合作用过程分段为快相与弛豫过程,并测量激发光诱导产生的荧光动力学曲线.对激发光带宽与响应... 为了更准确获取反映植物生理状态的荧光动力学曲线,基于光合作用电子传递过程研究了植物光合作用参数测量技术。采用可变光脉冲技术将植物光合作用过程分段为快相与弛豫过程,并测量激发光诱导产生的荧光动力学曲线.对激发光带宽与响应时间进行了定量分析;对I-V转换单元与MFB滤波器进行了设计与仿真分析,获取快相荧光动力学信息;采用同步脉冲采样积分技术,对微弱弛豫荧光进行积分,实现了快相与弛豫荧光动力学曲线的完整测量,并结合非线性拟合算法获取光合作用参数.测试结果表明,系统信噪比达到23.8dB;暗适应与光适应下,本系统所测Fv/Fm与Water-PAM测量结果的线性相关系数分别达到0.980和0.997.该研究结果为植物光合作用研究及过程参数测量提供了一种测量手段. 展开更多

关键词 快相和弛豫荧光 叶绿素荧光动力学 同步采样积分 光合作用参数测量

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基于变量选择技术的FTIR光谱识别算法研究 被引量：4

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作者 沈先春 徐亮 +6 位作者 孙永丰 胡运优 金岭 杨伟锋 徐寒扬 刘建国 刘文清 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期281-289,共9页

将变量选择方法中SFS、LASSO和Elastic Net三种不同方法与广义交互验证准则相结合,实现对FTIR光谱气体成分变量的初步筛选,再采用循环迭代CLS方法对初步筛选的变量中浓度小于0的成分进行循环剔除,然后根据变量在测量向量中的方向占比对... 将变量选择方法中SFS、LASSO和Elastic Net三种不同方法与广义交互验证准则相结合,实现对FTIR光谱气体成分变量的初步筛选,再采用循环迭代CLS方法对初步筛选的变量中浓度小于0的成分进行循环剔除,然后根据变量在测量向量中的方向占比对选择的变量进行精选,最终得到目标气体成分。为了验证各识别算法的识别性能,分别进行了CH_4和SF_6外场排放实验,两组实验结果表明建立的识别算法应用于气体目标识别的效率高、识别准确率高,且能够识别出干扰成分H_2O。此算法为被动FTIR技术在危险气体泄露预警监测中的应用提供了方法基础。 展开更多

关键词 光谱学 气体识别方法 变量选择技术 光谱分析

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基于STM32的光散射式扬尘在线监测仪 被引量：3

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作者 牛志云 杨义新 +3 位作者 桂华侨 张礁石 余同柱 程寅 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2020年第1期36-41,共6页

为了实现对扬尘质量浓度在线监测并且实时反馈颗粒物质量浓度值、采样流量和周围环境温湿度等信息,设计了基于STM32微控制器的光散射式扬尘监测仪。通过测量前向散射光反演颗粒物质量浓度,集成了温湿度传感器降低环境湿度干扰。仪器设... 为了实现对扬尘质量浓度在线监测并且实时反馈颗粒物质量浓度值、采样流量和周围环境温湿度等信息,设计了基于STM32微控制器的光散射式扬尘监测仪。通过测量前向散射光反演颗粒物质量浓度,集成了温湿度传感器降低环境湿度干扰。仪器设计紧凑、质量轻、成本低。实验室结果表明该仪器与国外同类型仪器对比的统计相关性较高,相关系数可达到0.95以上,通过外场实验与β射线法对比,相关系数为0.78,测量误差低,可实现对扬尘准确的测量。 展开更多

关键词 光散射 扬尘 颗粒物 STM32 实时 在线监测

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基于LMS算法的光合作用激发参数自适应技术

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作者 覃志松 赵南京 +8 位作者 殷高方 石朝毅 甘婷婷 肖雪 段静波 张小玲 陈双 刘建国 刘文清 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第5期1736-1743,共8页

主动式荧光诱导方法具有灵敏度高和不受外界光照因素等优点而被广泛应用到光合作用参数的测量,但因被测对象的吸收光谱特征存在差异性,需调整激发参数才能获得更准确的光合作用参数。为解决这一问题,依据植物光合作用电子传递过程,分析... 主动式荧光诱导方法具有灵敏度高和不受外界光照因素等优点而被广泛应用到光合作用参数的测量,但因被测对象的吸收光谱特征存在差异性,需调整激发参数才能获得更准确的光合作用参数。为解决这一问题,依据植物光合作用电子传递过程,分析还原态初级电子受体比例激发光饱和条件,从而建立自适应参考模型,结合激发序列的递推关系和可变步长最小均方差算法对激发参数进行自适应调整,并通过对实验室培育的蛋白核小球藻进行实验对比分析。结果表明:经10次自适应过程后可将预设初始光强[8 600μmol quanta/(m2·s)]调整到最佳激发光强[34 270μmol quanta/(m2·s)],此条件下光化学量子产率(Fv/Fm)与WaterPAM结果相比误差最小;在常见藻类中,绿藻与蓝藻的最佳激发波长分别为460 nm、625 nm,而在520 nm激发时效率最低。该自适应调整算法为光合作用参数测量提供技术支撑。 展开更多

关键词 主动荧光 光合作用参数测量 LMS算法 激发参数自适应

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便携式激光诱导击穿光谱仪测定土壤中重金属 被引量：6

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作者 马明俊 方丽 +3 位作者 赵南京 韩守炉 陈富强 时晨 《中国无机分析化学》 CAS 北大核心 2024年第2期145-152,共8页

土壤重金属污染对农作物生长和人体健康都有严重危害,现场快速检测对土壤重金属污染调查、应急监测具有重要意义。采用自主研发的土壤重金属激光诱导击穿光谱现场快速检测仪对矿区周边土壤进行现场检测分析,以835个不同基质土壤的光谱... 土壤重金属污染对农作物生长和人体健康都有严重危害,现场快速检测对土壤重金属污染调查、应急监测具有重要意义。采用自主研发的土壤重金属激光诱导击穿光谱现场快速检测仪对矿区周边土壤进行现场检测分析,以835个不同基质土壤的光谱数据建立定标数据库,通过支持向量机建立回归模型对土壤重金属元素含量进行定量反演。现场检测获取的全波段光谱波动在15%以内,Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn等6种元素光谱强度相对标准偏差平均值为6.31%。将检测结果与实验室电感耦合等离子体质谱法分析对比,6种元素的皮尔逊相关系数r在0.8501~0.9829,检测结果80%以上处于±30%相对误差区间分布。对比结果表明自主研发的土壤重金属激光诱导击穿光谱现场检测仪可以满足现场快速检测需求。 展开更多

关键词 激光诱导击穿光谱 便携式 土壤重金属 现场检测

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激光诱导击穿光谱(LIBS)法微损快速检测党参中Pb 被引量：1

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作者 陈富强 方丽 +3 位作者 马明俊 韩守炉 时晨 赵南京 《中国无机分析化学》 CAS 北大核心 2024年第2期162-167,共6页

中药材重金属元素快速检测对污染监控及人们健康具有重要意义。激光诱导击穿光谱技术(Laser induced breakdown spectroscopy,LIBS)属于一种快速检测方法,研磨压片等预处理方法相对样品消解已有所简化,但破坏了样品的物理性质,且不能满... 中药材重金属元素快速检测对污染监控及人们健康具有重要意义。激光诱导击穿光谱技术(Laser induced breakdown spectroscopy,LIBS)属于一种快速检测方法,研磨压片等预处理方法相对样品消解已有所简化,但破坏了样品的物理性质,且不能满足中药材大宗品种、大批量检测需求。若进一步简化样品预处理,将更加凸显LIBS快速检测的优势。采用Pb溶液浸泡法获得不同Pb含量的党参切片样品,依次获取Pb LIBS光谱强度,通过排序初步判断Pb含量高低,随机从各含量梯度样品中抽取样品,将其分为三份:38个A样用于ICP-MS检测,建立定标曲线,从而获取B样和C样中Pb真实含量,10个B样作为Pb浓度已知的参考定标样品,用于待测党参样品中Pb微损检测,19个C样用于验证B样微损检测准确性。建立的微损定标曲线线性相关系数R^(2)为0.7764,可用于切片党参LIBS快速检测,对待测党参切片样品检测平均相对误差为3.74%,与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法对比,相关系数R^(2)为0.7957,验证了LIBS技术微损检测的可行性。制备的党参参考定标样品可多次重复用于待测样定标和仪器标定等。实验对待测党参样品仅进行切片处理,避免了研磨、压片等预处理,更加充分地体现LIBS快速检测的优势,为LIBS技术应用于中药材重金属元素快检等领域提供了一种新方法。 展开更多

关键词 激光诱导击穿光谱 党参 微损快速检测 重金属

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