枯水期西安水体中DOM的组成、性质和来源

由于区域水体中DOM存在多样性和差异性,以西安市水体为研究对象,采用三维荧光光谱结合平行因子分析和紫外光谱技术,探究西安市枯水期水体中DOM的荧光组分、来源及分子性质差异.结果表明,西安市枯水期水体DOC为2.66~9.48mg/L,DOM中含有2种类腐殖质(总贡献率平均值在70%以上)和1种类蛋白质,以富里酸为主,主要来源为生物源,自生源特征较强或很强、整体腐殖化程度较弱.浐灞河下游、皂河、临河、护城河和漕运渠中DOM的相对含量及苯环取代程度相对较高,黑河中DOM的相对含量和苯环取代程度较低,而相对分子量较高.灞河、皂河和沣河下游段DOM的相对分子量和所含富里酸比例小于上游段.水体DOC与其UV_(254)、α_(355)和总荧光强度呈两两正相关(r=0.850~0.939,P<0.01).西安市枯水期水体中DOM的分子性质和来源呈空间异质性,属于类腐殖质主导型.水体DOC的UV_(254)、α_(355)及总荧光强度可间接表示DOM的相对含量.本研究可为制定有效的水环境治理措施提供参考.

废弃菌菇棒与牛粪共堆肥过程中DOM的光谱特征研究

堆肥是废弃菌菇棒资源化利用的重要途径,而堆肥过程中溶解性有机物(Dissolved organic matter,DOM)的变化特征对探究堆肥反应过程具有重要意义。因此,为探究废弃菌菇棒与牛粪共堆肥过程中DOM的光谱特征及废弃菌菇棒的腐殖化过程,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、傅里叶红外光谱(FTIR)和荧光光谱(FS),对堆体中DOM的结构与组成变化进行研究。UV-Vis结果表明,随着堆肥的进行,DOM的不饱和度和芳构化程度增强;紫外光谱特征参数SUVA254、SUVA269和SUVA280增大,E250/E365值(250和365 nm处吸光度的比值)降低,说明堆肥中木质素类物质被分解转化为芳香化合物,芳香化程度加深,且DOM分子量增加;E253/E203(253和203 nm处吸光度的比值)和A240~400(240~400 nm范围内紫外光谱的积分面积)增大表明DOM苯环上脂肪链被氧化分解,产生了羟基、羰基等官能团,使得分子缩聚程度及腐殖化程度加深。FTIR结果表明,DOM中脂肪族类和多糖类物质逐渐减少,芳香族类物质含量增加。发射荧光光谱418 nm处的荧光峰表明初始物料中含有大量结构相对复杂的类腐殖物质;334和418 nm处的荧光峰红移至428 nm附近,说明结构简单的物质不断被分解利用,芳香基团进一步缩合,形成共轭程度高、结构更复杂的类腐殖质物质。同步荧光光谱中蛋白质类物质区积分面积比例(APLR)降低了42.1%,富里酸类物质区积分面积比例(AFLR)和胡敏酸类物质区积分面积比例(AHLR)分别增加14.0%和152.3%,说明类蛋白质物质和单芳香族化合物不断被分解利用,而类胡敏酸物质和类富里酸物质不断形成,同时存在富里酸类物质向更稳定的胡敏酸类物质转化的过程。利用三维荧光光谱结合平行因子分析将DOM解析为类富里酸(C1)、类胡敏酸(C2)和类蛋白物质(C3)三类组分。与堆肥初期相比,堆肥结束时C1和C2组分占比分别增加22.42%和126.91%,C3组分占比降低73.32%,且C1和C2组分占比之和达90.04%,表明类蛋白物质含量降低,类腐殖物质显著增加,最终成为DOM的主要成分。研究显示,废弃菌菇棒与牛粪共堆肥DOM的芳香化和腐殖化程度随堆肥的进行逐渐加深,且主要发生在堆肥前期。

倾斜摄影技术支持的实景三维模型制作DOM研究

数字正射影像图被广泛应用于基础测绘和国民经济建设等领域,不断完善高效制作高分辨率数字正射影像的技术是十分有必要的。本文结合生产实践,研究了倾斜摄影技术支持的实景三维模型制作DOM技术,将实景三维模型空三加密成果作为DOM制作所需的空三成果,并通过实景三维模型生成真数字正射影像快速替换、修补高大建筑物等拼接困难区域,实现对DOM的图面修复。该技术相比传统DOM生产方法,无需重复进行大数据量无人机影像空中三角测量,充分利用实景三维模型成果数据,将实景三维模型重建与DOM制作进行有效结合,实现无人机高分辨率DOM的高效制作。

洞庭湖DOM组成与有机碳收支对江湖水力连通的响应

洞庭湖是我国最大的通江湖泊之一,为探究洞庭湖溶解性有机物(DOM)组成、(DOC)收支与江湖水力连通间的内在关联,于2018年5月、7月、9月和11月在洞庭湖湘、资、沅、澧4支流和长江荆南松滋、虎渡、藕池3个入湖口以及洞庭湖出湖口城陵矶采集水样,并探究洞庭湖流域DOM的组成分异特征及其对江湖水力连通的响应.结果表明,入湖河流和城陵矶DOM吸收系数a254和陆源类腐殖酸组分C1在7月最高.DOC由入湖口(2.4±1.3mg)/L下降至出湖口(2.1±0.3)mg/L,而a254由入湖口(9.7±2.2)m^(-1)上升至出湖口(10.1±1.7)m^(-1).微生物培养前的DOC浓度为(2.4±1.0)mg/L,微生物降解后的DOC浓度为(2.1±0.9mg)/L,DOC的微生物活性,即BDOC最高值出现在澧水为50.3%.5月、7月、9月和11月入湖的DOC通量分别为(63.7±43.6)×10^(3)t,(60.1±7.3)×10^(3)t,(27.6±3.6)×10^(3)t,(31.9±13.9)×10^(3)t.洞庭湖因自身水力滞留时间短,导致DOM在湖内运移过程中较少被降解,全湖DOM来源组成受流域不同季节来水条件影响较大.

基于CDOM光谱特征的泥页岩产气特征评价

泥页岩中可溶有机质(DOM)组成和可降解性是影响生物气形成的重要因素,开发简便有效的方法来评估可溶有机质的组成、官能团特征和微生物活性等,可为泥页岩生物气田产气机制分析提供关键的基础信息。采集了柴达木盆地涩探1井1219~1309 m泥质岩心,基于有色可溶有机质(CDOM)的三维荧光(EEM)和紫外可见吸收光谱特征,分析了可溶有机质的组分、官能团特征和易降解程度,了解了产甲烷菌可利用底物的分布情况。结果表明:涩探1井岩心有机质以易降解的类色氨酸荧光组分C1和C3为主,占比70.54%;荧光组分、荧光参数HIX、BIX和吸光系数E_(253)/E_(203)、SUVA_(254)共同指示1219~1222 m和1285~1301 m2个层位有机质腐殖化程度较低,芳香性较弱,为潜在的产气活跃层位。研究表明CDOM光谱可以作为分析泥页岩可溶有机质特征的有效方法,其结果反映了产甲烷菌可利用底物和微生物活性等特征,为烃源层系内生物产气预测提供有效的重要信息。

供水管网系统中DOM解析与DBPs生成特征

为保障城市供水安全,实现南方某市优质饮用水入户,通过对目前供水管网水质情况进行调查分析,明确供水管网系统中溶解性有机物(DOM)在不同季节、余氯及停留时间等参数条件下对消毒副产物(DBPs)生成情况的影响。研究表明:供水管网系统中常规水质指标如浑浊度、余氯和溶解性有机物主要取决于出厂水的浓度,供水管网中余氯变化较大,在管道中进行补氯有利于提升供水管网中不利点的居民饮用水安全。紫外和荧光光谱分析方法在供水管道中检测方便、检测限较低且不受其他工艺影响且检测浓度较低,可有效指示供水管道中存在的异常风险。三氯甲烷与卤乙酸是供水管网系统中主要存在的DBPs,其生成受到出厂水水质、管道、管道距离及季节性等多因素的影响,在供水管线中的含量变为随管线距离增长而增大;在温度较高的季节DBPs生成浓度高、反应速度快,应受到重点关注。

一种基于DSM和DOM的地理信息数据采集方法

针对航摄影像立体采集和人工外业测绘等方式的人员投入大、数据采集效率不高问题,本文通过数字正射影像图(DOM)数据、数字表面模型(DSM)数据及DOM数据生产过程中产生的辅助数据进行再利用,探索推扫式数据中高大地物的倒伏特点,解决数据生产过程中产生的投影差问题,形成了一种新的数据采集技术,并通过生产验证。试验结果表明这种方法打破了传统采集方式的束缚,不受软硬件和人员技能的约束,不仅能够实现基本比例尺地形图测绘功能、新型基础测绘地理实体采编功能,还可以实现建模数据采编功能。

水厂臭氧-生物活性炭工艺对短链PFCs及DOM去除特性的中试

全氟化合物(PFCs)在水环境中广泛分布并存在潜在毒性,活性炭吸附是目前被认为从饮用水中去除PFCs的有效技术之一。然而,关于臭氧-生物活性炭(O3-BAC)在实际水体中对短链PFCs去除特性的研究较少,因此在目前地表水环境中短链PFCs的污染水平不断升高的背景下,亟需评估该工艺的应用效果。文中以水厂砂滤产水为水源,研究了3种短链PFCs(PFBA、PFPeA、PFHxA)和溶解性有机物(DOM)在连续运行90 d的O3-BAC中试装置中的去除效果,同时探讨了关停臭氧和臭氧的投加量对短链PFCs和DOM去除效果的影响。结果表明,随着运行时间的延长,3种短链PFCs在O3-BAC中试中的去除率显著下降并且出现了PFCs穿透和解吸附现象,去除率下降程度为:PFBA>PFPeA>PFHxA,而DOM相关的DOC、UV_(254)和Φ_((T,n))指标的去除率下降程度则相对缓慢。臭氧的投加能够氧化DOM从而改善短链PFCs在炭滤中的吸附去除,关停臭氧后流入炭滤的DOM会抢占已吸附短链PFCs的吸附位点,使PFCs解吸附提前发生。过高的臭氧投加量又会使更具竞争性的低分子量有机物增多,从而削弱炭滤对短链PFCs的去除能力。

基于群智能优化多分类器的DOM组分检测研究

可溶解有机物(DOM)是影响生态环境和居民生活安全的重要因素之一。当DOM总量达到一定水平时,将通过水体富营养化引致藻类爆发式生长,使得DOM成分更为复杂、影响更为严峻。常见的DOM检测方法虽然可以对DOM进行定性分析,但对于DOM组分的测定一直存在瓶颈,单传感器难以完成对水体DOM总量与组分的复杂性测试。提出基于等离子共振传感器(SPR)的交叉敏感性的DOM测试方案。利用群智能算法(PSO)训练的BP神经网络(BP),构建三个分类器。利用多模光纤,镀以55~85 nm的7种不同厚度的金膜,构成具有不同最佳折射率测量值的SPR传感探头,使各传感探头的最佳折射率测量值有效分布在1.33~1.43 RIU范围内,保证每个传感头在最佳测量区间内具有较好的灵敏度、线性度,在其他传感头对应的测量区间内,通过波长、谱宽和光强的变化,有着尽可能敏感的交叉响应。结合基于PSO-BP的三分类器的智能算法,通过对DOM的水样制备、DOM成分的测定、折射率的测量、SPR效应的测量、人工智能网络的训练、验证等实验步骤,实现对被测样本的SPR效应的共振波长、谱宽和光强的综合训练,从而完成对里运河(A)、洪泽湖(B)、公园景观湖(C)、校园景观湖(D)四种被测水体的五种DOM组分(酪氨酸类蛋白质、色氨酸类蛋白质、富里酸、溶解性微生物代谢产物、腐殖酸)浓度的有效预测。对四种不同被测水体(A、B、C、D)DOM组分浓度的最高预测率分别为81.2%(酪氨酸)、85%(色氨酸)、82%(色氨酸)、82.6%(色氨酸)。考察了响应参数及分类器个数对预测效果的影响,结果表明,与双分类器和单分类器相比较,三分类器的预测效果最好,对综合水样的五种不同DOM组分浓度的预测正确率分别为81.5%、84%、81%、82%、68.3%,验证了PSO-BP的多分类器及光纤SPR传感器在DOM组分预测中的正确性及可行性。

华南中小型闸控入海河流DOM特征及藻源影响

本研究以华南地区中小型闸控入海河流黄江河、东溪河和练江(三河)为研究对象,于2022年逐月持续监测三河DOM特征,探讨DOM浓度时空分布、来源和藻类大量增殖对其影响.结果表明:黄江河、东溪河和练江溶解有机碳(DOC)占总有机碳(TOC)比例分别为78.6%、81.3%和67.2%,DOC为三河有机碳主要存在形式;三河DOC年均浓度分别为2.6,4.3和5.1mg/L,低于世界河流平均浓度但高于华南地区大型河流.荧光参数结果表明三河DOM具有陆源内源双重特征,内源贡献更明显.利用吸光特征量化藻源DOC贡献,三河藻源DOC浓度分别为1.2,1.8和2.2mg/L,藻源DOC占比分别为49.6%、42.6%和48.0%,进一步表明藻类内源是三河DOM主要来源.平行因子解析出3种类蛋白组分和2种类腐殖质组分,其中,受藻类异常增殖影响,表征内源类蛋白组分C1和C3总荧光强度枯水期显著高于丰水期,表征来自陆源类腐殖质组分C2和C4总荧光强度呈练江>东溪河>黄江河.因此,藻类大量增殖是三河DOC浓度高于华南地区大型河流、枯水期类蛋白组分C1和C3显著高于丰水期的主要原因之一,外源输入及河流理化参数,包括降雨、温度、盐度和营养盐浓度以及人为干扰(闸控调度)共同影响三河DOM浓度和组分.

一种县域大比例尺DOM航测优化方法及应用

针对县域复杂地形大比例尺数字正射影像图(DOM)航测效率较低、外业工作量大、精度偏低等问题,提出了一种新的兼顾效率和精度的航测方法。首先,在加密分区的基础上,优化构架航线地布设,从而可在减少控制点个数的同时保证航摄影像区域网平差的精度;然后,使用全球导航卫星系统(GNSS)辅助空中三角测量的方法制作了县域大比例尺DOM;最后,以长沙县1꞉1000的数字正射影像航测生产进行了实例验证。研究结果表明:测量成果精度满足规范要求;与常规作业方法比较,像控点数量缩减了77.46%,降低了生产成本,提高了工作效率。

基于FT-ICR MS表征达古冰川冬春季节表层雪中DOM分子组成变化

分析冰川中溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)的迁移转化特征是评估冰川消融对下游生态环境效应的重要依据,但冰川表层雪中DOM在冬春季节的迁移转化特征尚不明确。本文以达古冰川冬春季节表层雪和春季冰川径流为研究对象,使用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)对表层雪和径流中DOM进行分子层次表征。结果显示:达古冰川冬春季节表层雪中DOM化学组成非常丰富,主要包括脂类、多肽类、不饱和烃类,还含有少量的酚类、多环芳烃类和糖类,来源包括微生物活动和陆源性输入。春季径流中DOM的主要来源是陆源性输入,受人类活动影响较大。分析不同季节表层雪DOM的分子组成变化,发现冬季低温环境有利于表层雪中脂类、多肽类和含S类DOM分子的富集,春季气温升高则有利于表层雪中多肽类、不饱和烃类和含N类DOM分子的富集。比较春季径流和表雪中DOM的分子组成变化,发现径流中杂原子类DOM含量降低,微生物来源的脂类和多肽类DOM含量降低,陆源性的酚类和多环芳烃类含量显著增加,说明径流中DOM的生物活性降低而光反应活性增加。因此随着冰川持续消融大量的冰川融水将DOM带入下游水环境,在微生物活动和光反应过程的共同作用下增加温室气体CO_(2)的排放,增强温室效应。

实景三维建设中空三加密、DEM、DSM、DOM部分技术探究

以实景三维吉林建设项目为例,阐述空三加密、DSM匹配及修测编辑、DEM修测编辑、DOM制作镶嵌分幅的生产过程,并就生产过程中的一些问题提出解决方法和注意事项,为同类项目的实施提供参考。

影像快速拼接技术在基础测绘DOM数据更新中的应用

城镇数字化的快速发展,急需低成本、高精度、速更新的基础测绘成果生产技术。基于此,本文使用无人机航拍影像,根据POS系统数据的姿态和高程数据及影像畸变参数对航拍的影像进行畸变纠正,再使用SIFT算法提取特征点,并使用特征点快速搜索匹配技术对无人机影像进行快速匹配拼接,最后根据参考DOM底图与DEM,使用二次有理函数模型进行正射校正,将拼接的影像生成DOM。使用已知点对生成的DOM进行精度验证,拼接影像的平面精度和高程均满足1∶1000的DOM测绘成果要求。该技术方法能够基于倾斜摄影测量影像快速生产DOM数据,为航测实时生成DOM数据生产提供技术参考。

利用无人机影像制作超大范围DOM

无人机影像经过处理,可以获取数字正射影像产品。以甘肃某地区超大范围DOM的生产为例,论述了利用PPS后差分系统支持下的CW-30无人机获取数字航空影像,同时加入外业像控点,在集群式影像处理Inpho8.0软件下,制作1∶2 000 DOM过程。成果目视检查表明,影像质量良好。精度检测表明,空中三角测量成果的检查点平面中误差为0.272 m,高程中误差为0.234 m;DOM的地物特征点的平面中误差为0.336 m,能够达到相应规范要求。

机载DOM面向对象的改扩建公路沿线主要地物提取研究

针对改扩建公路沿线地物信息提取难度大、工期紧等问题,以成南高速扩容项目(成都螺狮坝立交附近)的机载高分辨率DOM遥感影像为研究对象,运用KNN、CART、SVM等3种面向对象分类方法,对该扩容高速沿线左右约300 m范围内带状区域进行主要地物信息提取与分类研究。结果表明:1)最优分割尺度的确定是一个复杂过程,且受到多种因素的制约,通过运用ESP工具简化获取最优分割尺度,并取得了较好影像分割效果;2)3种面向对象分类结果基本满足了改扩建公路工程前期规划、设计和施工建设的精度要求,3种方法在基于同一训练样本与验证样本数据基础上,就分类精度而言,SVM>CART>KNN,就具体地物而言,居民用地、交通运输用地、植被和水体等地物的分类精度相对较高,裸地、大棚和其他等地物的分类精度相对较低;3)3种分类方法技术先进、经济高效,且对于改扩建公路沿线地物自动化智能化提取及其在数字化交通中的应用具有显著的实际价值。

高含盐废水中DOM在臭氧氧化过程中的变化特性研究

采用气象色谱质谱联用仪(GC/MS)、荧光光谱、紫外光谱等手段,分析了高含盐废水溶解性有机物(DOM)在臭氧氧化过程中的变化特性,验证了臭氧工艺运行效果。结果表明,臭氧工艺对高盐废水DOM中的芳环化合物、酚类、苯胺类、多烯类物质去除效果明显,对酰胺类物质去除效果相对较差;同时,臭氧氧化过程中产生酮酸和酮醛等副产物,致使该工艺对DOM的矿化效能不佳。

基于机载毫米波InSAR数据生产DSM及DOM试验研究

针对地形复杂、常年多云雨雾的地区,以及戈壁滩等其它一些困难地区基础测绘数据获取难的问题,本文提出了利用毫米波干涉合成孔径雷达(InSAR)的方法。该方法利用合成孔径雷达技术,通过发射宽带信号获得距离向高分辨率成像;根据雷达和目标之间的相对运动,形成方位向高分辨率成像,从而实现对目标原始回波的“距离-方位”二维高分辨率成像。试验结果表明,利用机载毫米波InSAR技术生产的数字正射影像(DOM)和数字表面模型(DSM),中误差分别为1.482 m和1.405 m,能够满足丘陵地区1∶5 000比例尺的DOM和DSM的精度要求。

基于DOM的网页主题信息自动提取

Web页面所表达的主要信息通常隐藏在大量无关的结构和文字中 ,使用户不能迅速获取主题信息 ,限制了Web的可用性 ,信息提取有助于解决这一问题 基于DOM规范 ,针对HTML的半结构化特征和缺乏语义描述的不足 ,提出含有语义信息的STU DOM树模型 将HTML文档转换为STU DOM树 ,并对其进行基于结构的过滤和基于语义的剪枝 ,能够准确地提取出主题信息 方法不依赖于信息源 ,而且不改变源网页的结构和内容 ,是一种自动、可靠和通用的方法 具有可观的应用价值 。

混凝和粉末炭去除黄浦江水中DOM的效果

研究表明 ,混凝去除分子量 >4 0 0 0u的溶解性有机物 (DOM)效果较好 ,而对分子量<4 0 0 0u的去除效果较差。粉末活性炭去除低分子量的DOM效果较好 ,去除大分子量的DOM效果较差。当粉末活性炭投加量较大时 ,DOM分子量的大小对吸附效果的影响减少。黄浦江水中分子量 <4 0 0