特征荧光X射线吸收法精确测定基于铍膜的^(235)U裂变靶厚度

研究发展了一种基于特征荧光X射线吸收谱的、可精确测量裂变物质质量厚度的方法,系统分析了测量不确定度。实验结果表明,该方法可有效测定基于铍膜的235U裂变靶质量厚度,测量不确定度小于5%,其不确定度主要来源于测量的统计性。

特征荧光光谱法定量检测水质的研究

讨论了一种可同时检测自然水体中有机物和叶绿素a含量的快速分析方法。以武汉东湖水为样品,采用激光诱导荧光(LIF)的方法测量了水体的总荧光光谱(TLS);并用特征光谱荧光标记(SFS)技术对水体中溶解的有机物(DOM)及叶绿素a(Chl-a)的荧光光谱特征进行了分析和指认。并利用水的拉曼散射信号强度进行归一化的方法,分别得到较低浓度腐殖酸和叶绿素a的特征光谱归一化荧光强度以及它们在水体中浓度的标定曲线和线性关系式。另外,对于较高浓度的腐殖酸溶液,确定了其特征光谱的荧光强度与浓度之间满足的函数关系。结果表明,在一定的浓度范围内,特征光谱的荧光强度与浓度之间仍然有很好的线性关系。该方法在自然水体质量的检测方面有广泛的应用前景,它能快速识别水体中的污染物,定量测量它们在水体中的含量,实现对自然水体的质量状况进行大范围的实时动态监测。

不同条件下腐殖酸三维荧光特征及水质指标影响研究

为了研究环境因素对腐殖酸三维荧光特征的影响以及荧光参数与水质指标间的关系,配制了不同浓度和pH值的腐殖酸溶液,分析腐殖酸溶液的三维荧光光谱特征,结合多元线性回归模型分析荧光光谱参数与水质指标COD、CODMn、DOC间关系。结果表明,腐殖酸浓度升高时,荧光峰发生红移现象,荧光强度随浓度增大而先上升后下降。pH值增大时,出现新的荧光峰,当腐殖酸浓度较低时,荧光强度与pH值呈线性关系,腐殖酸浓度较高时,荧光强度随pH值增大而先上升后下降。此外,多元线性回归模型分析表明,腐殖酸溶液pH和浓度较高时,会降低线性回归模型对水质指标的预测效果,当以荧光组分为自变量进行线性回归模型分析时,模型的拟合优度将得到显著提高。

呼伦湖水体溶解性有机物荧光特征及来源分析

呼伦湖是我国北方生态安全屏障的重要组成部分,为探究呼伦湖水体中有机物的组成及来源,利用三维荧光光谱(EEMs)结合平行因子(PARAFAC)分析技术进行溶解性有机物(DOM)荧光特征及来源研究。结果表明:呼伦湖DOM中含有3种荧光组分,分别为类色氨酸(C1)、类腐殖酸(C2)和类富里酸(C3);平水期、丰水期和枯水期的C2和C3荧光强度占比约70%,表明呼伦湖水体DOM以腐殖质类物质为主,其中不同水期生态补水工程入湖口的C2和C3荧光强度均高于其他区域;平水期、丰水期和枯水期的荧光指数、生物指数和腐殖化指数平均值分别为1.50~1.54、0.85~1.00和4.12~4.68,表明呼伦湖DOM由陆源和自生源混合组成,具有明显的自生源特征;水质监测数据表明,2021年呼伦湖平水期、丰水期和枯水期水质均为GB3838—2002《地表水环境质量标准》劣Ⅴ类,其中平水期和丰水期的BOD5平均值高于枯水期,而平水期总有机碳平均浓度高于丰水期和枯水期;不同水期C2和C3的荧光强度均呈显著正相关,表明DOM中组分C2和C3的产生及来源具有一致性。

煤岩显微组分荧光特征与激发时间的关系

本研究采用360 nm波长的单波长激光作为激发光源,在偏光显微镜下对煤光片进行激发,研究激发时间对显微组分荧光特征的影响。通过对六种炼焦煤各显微组分的荧光强度与激发时间的关系研究表明,煤岩显微组分的荧光特征与煤岩类型及变质程度有关;激发时间对各显微组分的荧光参数具有一定的影响。通过对比不同激发时间下的相对荧光强度,发现15 s内的平均相对荧光强度可作为表征不同显微组分的结构和变质程度的光学参数。该方法的实质是将原子核外层电子的运动状况通过宏观的荧光光谱和具体的相对荧光强度进行表达,使其微观上的复杂性简化为宏观上和数值上可以被人们普遍接受的形式。

临江河水体溶解性有机质荧光光谱特征解析

为探究临江河水体溶解性有机质荧光光谱特征、组成及来源,本研究利用三维荧光光谱结合平行因子分析的方法对临江河水体溶解性有机质荧光光谱特征、荧光组分、水质指标及它们之间的相关性进行分析。结果表明:临江河流域森林山区水体存在典型类腐殖峰A及类富里酸峰C,村镇水体及农田水体除了存在典型类腐殖峰还出现类蛋白峰,养殖区水体存在典型类蛋白峰B和T。平行因子分析解析出2类3个荧光组分,分别为类腐殖质荧光组分C1、C2,类蛋白荧光组分C3。研究表明,三维荧光特征参数揭示出临江河水体溶解性有机质受到内外源的共同影响,相关性分析表明临江河水体中荧光组分及特征与氮、磷等元素的迁移转化密切相关。

基于色素特征荧光光谱的浮游植物分类测量方法

光合作用色素组成是浮游植物分类的重要依据。通过对蓝藻、绿藻、硅藻、甲藻和隐藻等5个门类浮游植物三维荧光光谱的差异性分析,提取了与叶绿素a、叶绿素b、叶绿素c、类胡萝卜素、藻蓝蛋白和藻红蛋白等光合色素相关的36个特征荧光光谱点,提出了基于色素特征荧光光谱的不同门类浮游植物分类测量方法。对铜绿微囊藻、小球藻、桅杆藻、光甲藻和卵形隐藻的实验结果表明:色素特征荧光光谱法对5种藻类纯种样品的测量误差分别为5.15%、5.63%、7.90%、4.85%、6.55%,对优势藻类(质量分数高于50%)的测量误差分别为7.96%、8.69%、5.44%、10.78%、15.57%,对劣势藻类(质量分数低于30%)的测量误差分别为18.29%、17.52%、20.01%、29.11%、20.14%,测量结果准确度达到了三维荧光光谱法水平,但数据量和计算时间仅是三维荧光光谱法的1.1%和2.2%,是一种快速有效的浮游植物分类测量方法。

典型城市功能区雨水径流溶解性有机质特征及污染源解析

溶解性有机质(DOM)是城市雨水径流中有机污染物的重要组分,可与重金属、多环芳烃等污染物络合,对城市受纳水体造成危害。为探究雨水径流DOM的特性及污染来源,以西安市主城区为例,采集3个功能区(文教区、交通区和商业区)不同下垫面的径流样品,利用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱结合平行因子分析和红外光谱技术,分析DOM组分类型及变化特征,并采用主成分-多元线性回归模型(PCA-MLR)进行污染源解析。结果表明:①除TP以外,3个功能区雨水径流的常规水质指标均未达到GB 3838−2002《地表水环境质量标准》中Ⅳ类水质标准,路面径流DOM含量均高于屋面径流,其中,交通区DOM污染最为严重(42.17~58.80 mg/L),其次是商业区(27.37~54.72 mg/L)。②雨水径流共解析出3类6种荧光组分,路面径流DOM组分较屋面径流更为复杂,前者包括4种腐殖质、1种富里酸和1种类蛋白,后者包括3种腐殖质和1种富里酸,且随着降雨历时的延长,DOM各组分含量呈现下降趋势。③各功能区路面径流DOM所含的主要官能团种类相同,包括−OH、−COOH和苯环等官能团,以及C=C、C=O等不饱和键,其不随降雨历时的变化而改变。④源解析发现,屋面径流DOM污染源包括大气沉降污染(贡献率为44.2%)、屋面材料析出物与交通污染(贡献率为55.8%);路面径流DOM污染源包括交通活动污染(贡献率为39.8%)、大气沉降与土壤侵蚀污染(贡献率为22.4%)、生活污染(贡献率为37.8%)。研究显示,西安市各功能区不同下垫面DOM存在明显的结构性及来源差异,研究成果可为从源头控制城市水环境污染问题提供科学依据。

太湖不同叶绿素a浓度水体荧光特征分析

利用2008年太湖蓝藻爆发的5—8月实测的27个站点水体光谱反射率和水质参数,分析了不同叶绿素a浓度等级下太湖水体光谱的荧光特征。结果表明,荧光峰位置和荧光峰高度都与叶绿素浓度呈显著正相关,且荧光峰峰值位置和半宽度与叶绿素a浓度的拟合度要高于基线荧光峰高度和归一化荧光峰高度。荧光峰特性用于二类水体中高浓度叶绿素探测较传统的蓝绿光波段比值有很大的改进,而宽通道卫星遥感所采用的叶绿素浓度近红外红光波段比值法本质上与归一化荧光峰高度一致。这为今后进一步利用荧光特征提高太湖叶绿素a浓度反演精度提供了研究基础。

洱海上覆水DOM荧光特征及对富营养化的指示意义

湖泊溶解性有机物(DOM)组成特征对水质具有重要的影响,研究上覆水DOM组成特征对指示湖泊富营养化现状具有重要意义。采用荧光光谱区域体积积分分析法(FRI)定量分析洱海上覆水DOM组分时空变化,以及DOM组分与水质因子间的关系,对比分析不同来源入湖水体、不同富营养化程度高原湖泊上覆水DOM组分荧光特征。结果表明,洱海上覆水体DOM主要以类腐殖酸为主,其次为类富里酸,洱海DOM总量及类腐殖酸组分中部较高,色氨酸和络氨酸等类蛋白质DOM南部较高,类富里酸DOM北部较高。藻华易发期(10月)类蛋白质和类富里酸DOM较低,类腐殖酸DOM显著增加,DOM生物源降低,DOM生物活性降低。洱海沉积物内源释放和入湖河流主要影响上覆水中类腐殖酸DOM,湿沉降主要增加类蛋白质DOM。在湖泊贫营养阶段类富里酸DOM对水质影响较大,在富营养阶段类腐殖酸DOM对水质影响较大。随着湖泊富营养化程度的加剧,上覆水类蛋白质和类富里酸DOM所占比例呈下降趋势,微生物降解产物和类腐殖酸DOM所占比例呈增加趋势。DOM荧光组分占比变化对湖泊富营养化具有指示作用。

不同混生地被竹光合和荧光特征比较

选取11种优良混生地被竹,比较不同竹种在同质环境条件下的光合和荧光特征差异,以层次分析法评价高光效竹种,为进一步研究竹子光合生理生态适应机制及优良竹种多指标、多方位的综合评价提供依据.结果表明:(1)黄条金刚竹、铺地竹、美丽箬竹和白缟椎谷笹的净光合速率(Pn)均在14.00μmol·m-2·s-1以上,白纹阴阳竹和倭竹的Pn仅为8.10μmol·m-2·s-1左右.(2)美丽箬竹、白缟椎谷笹和黄条金刚竹等的最大光化学效率、PSⅡ实际光化学效率、光化学猝灭系数和相对电子传递速率相对较高,菲黄竹、白纹阴阳竹和倭竹等相对较低.(3)黄条金刚竹的光补偿点最低,光饱和点最高;倭竹的光补偿点最高;白纹阴阳竹的光饱和点最低;白纹阴阳竹、菲白竹和倭竹的非光化学猝灭系数和非调节性能量耗散量子产量相对较大,美丽箬竹、白缟椎谷笹、黄条金刚竹和阔叶箬竹相对较小.可见,在同质环境条件下,不同竹种的光合生产能力、光合作用效率、光利用和光适应各有差别.综合评价显示,黄条金刚竹、美丽箬竹和白缟椎谷笹等为高光效竹种,但竹种的光合生理差异还可能与长期环境选择、遗传进化及竹子生态适应性有关.

塔中Ⅰ号带奥陶系烃包裹体荧光特征与成藏期

根据显微镜下烃包裹体的荧光特征、与方解石脉的穿插关系以及均一温度等特征,将塔中Ⅰ号坡折带奥陶系储层中发育的烃包裹体划分为4个期次;结合塔中地区区域构造演化特点,研究区四期烃包裹体分别对应着4个油气成藏期次,即志留纪末低成熟油形成时期,海西晚期生油期,早喜马拉雅期凝析油-湿气形成期,喜马拉雅期后期干气阶段。这4期烃包裹体在塔中Ⅰ号带奥陶系储层中具有明显的分带性,由东南浅埋藏油区向西北深埋油区将塔中Ⅰ号带奥陶系储层包裹体分布情况分成4个区域,其中第Ⅲ,Ⅳ期烃包裹体古油对现在油气藏起决定作用。

水分梯度对沙地柏幼苗荧光特征和气体交换的影响

为了探讨未来降雨变化对半干旱毛乌素沙地常绿灌木沙地柏（Ｓａｂｉｎａ ｖａｌｇａｒｉｓ Ａｎｔ．）荧光特征和气体交 换的影响，在内蒙古鄂尔多斯沙地草地生态站开展了水分梯度实验。结果表明：水分梯度对初始荧光、可变荧光、最 大量子产量、最大荧光／初始荧光比的影响均不显著；相反，显著影响净光合比率、气孔导度、蒸腾速率、胞间ＣＯ２／ 大气ＣＯ２、水分利用效率、表观ＣＯ２利用效率和表观光能利用效率。这些结果指示，在一个实验期，土壤水分变化显 著影响沙地柏幼苗的“表观性”气体交换和资源利用效率，并不显著影响光系统Ⅱ的“内在性”荧光特征。气体交换 和资源利用效率对水分变化的响应格局因生理指标不同而存在差异。净光合速率对接近土壤最大持水量的施水处 理最敏感。

交替冻融对黑土可溶性有机质荧光特征的影响

土壤可溶性有机质(DOM)是土壤有机质研究中最有意义的量化指标,交替冻融作用能够影响土壤DOM的荧光特征。文章利用三维荧光分析交替冻融对黑土DOM光谱特征的影响,并基于光谱特征的改变,评价交替冻融对黑土活性腐殖质和腐殖程度的影响。研究表明,与未冻融样品相比,冻融样品DOM的紫外区类富里酸荧光峰发生红移,说明土壤中有机物分子芳香化程度增高,腐殖程度上升;部分冻融样品产生了类蛋白荧光峰,说明冻融过程中微生物降解活动增强;冻融样品的活性腐殖质含量和腐殖程度均较未冻融高,说明交替冻融作用增加了土壤肥力;紫外区类富里酸荧光峰值与可见区类富里酸荧光峰值的比值(r(a,c))与活性腐殖质含量之间、r(a,c)与腐殖程度之间,都存在显著的正相关关系(相关系数分别为0.88,0.77),说明r(a,c)可以评价黑土冻融后土壤活性腐殖质含量和腐殖程度的变化。

利用特征光谱荧光标记与高斯拟合分析水体中有机物的特性

讨论了一种自然水体中有机物的快速分析方法,以激光诱导荧光(LIF)方法测量了水体的总荧光光谱(TLS);利用特征光谱荧光标记(SFS)技术对水体中溶解有机物(DOM)及叶绿素a(Chl a)的荧光光谱进行了正确的指认和提取。以最小二乘法-Gaussian拟合对水体的TLS进行了拟合,可有效地分离出拉曼散射及荧光光谱,拟合的相关系数优于0·9964。结果表明,通过在TLS中利用SFS技术正确的指认特定污染物,并以Gaussian拟合进行有效地提取,可以进行水体污染物的快速、实时和在线监测。

不同灌溉模式下小麦荧光特征及品种抗旱性研究

为探讨低平原区节水灌溉模式和筛选高产节水品种,在2014-2015和2015-2016两个小麦生长季,采用裂区试验,以5个灌溉模式(春季灌溉0、1、2、3和4水,分别用W_0～W_4表示)作为主处理,以3个当地主推冬小麦品种(衡观35、石4185和衡4399)作为副处理,研究了不同灌溉模式对小麦产量、叶绿素荧光特征参数、水分利用效率等的影响及荧光特征与品种抗旱性的关系。结果表明,随灌溉量和灌溉次数的增加,小麦产量非线性增加,但不同年份表现有所不同,2014-2015年以W_2处理产量最高,2015-2016年以W_4处理产量最高;灌溉提高了PSⅡ的潜在活性F_v/F_o和原初光能转化效率F_v/F_m,但F_o却降低。不同品种对灌水的反应特性不同,且存在年际间差异,两年平均产量以衡4399最高,石4185最低;随灌溉量的增加,衡4399和衡观35产量变化幅度较小,而石4185的产量变化幅度相对较大。从荧光特征参数看,石4185受水分胁迫的影响大,在灌浆后期,其不灌溉处理(W_0)的荧光参数F_o相对于灌溉处理的增加幅度高于衡4399和衡观35,但F_m、F_v/F_m和F_v/F_o在不灌溉情况下的降低幅度也相对较大,说明石4185的抗旱性差。从水分利用效率看,以W_2处理较好。因此在本试验条件下,衡4399和衡观35的增产潜力大,抗旱性好,春季灌2水可达到节水高产和水分利用效率提高的目的。

不同温度条件下条斑紫菜叶绿素的荧光特征

通过水样调制叶绿素荧光仪对大连(DL WT)、南麂岛野生条斑紫菜(NJ WT)及江苏条斑紫菜栽培品系(SY、SL、ST),对在不同温度条件下叶绿素荧光特征进行研究。结果表明:不同条斑紫菜样品在温度处理前F v/F m差异不显著;温度处理后3 d,15、10℃处理样品F v/F m略高于5℃处理,且显著高于20℃处理。实际量子效率(ΔF/F m')随光照时间延长而逐步降低,20℃处理SY、SL和DL WT样品的ΔF/F m'显著低于其他温度处理,而NJ WT样品未表现出明显差异。快速光曲线测定结果与ΔF/F m'一致。叶绿素荧光参数能够反映不同野生种群及栽培品系在不同温度条件下的光能利用特征,为条斑紫菜的育种提供种质资源评估基础数据。

辣椒素的荧光特征研究

本文应用三维荧光光谱指纹技术,研究了不同品种辣椒的三维荧光指纹特征,首次建立了辣椒及辣椒素对照品的三维荧光指纹图谱。研究表明,不同品种辣椒具有各自特征的指纹图类型和特征指纹,并确立了辣椒素所对应的荧光峰位置,因此该方法可用来作为鉴别辣椒品种和评价辣椒素含量的有效手段。

辽东湾海域有色可溶性有机物荧光特征分析

为了分析辽东湾有色可溶性有机物(Chromophoric dissolved organic matter,CDOM)的分布特征,于2015年4月14日—5月3日采用"走航式"测量方法,分别获取了辽东湾海域32个站位表层、5、10 m 3个不同深度水层的CDOM荧光图谱、吸收系数和石油物质含量等数据。结果表明:表层(0 m)CDOM的荧光图谱分为3种类型:单峰型、双峰型和三峰型,5、10 m深水层CDOM的荧光图谱主要为单峰型和双峰型;3种峰型均包含位于激发波长(Ex)/发射波长(Em)为225~235 nm/325~350 nm的荧光峰,这主要是海水浮游植物自身降解产生的色氨酸产生的;在靠近海上油气开采平台和双台子河入海口的海域,油物质和CDOM的共同作用,使得位于这些区域的站点表层的荧光强度明显增强,荧光峰的范围也有所增大;表层、10 m深水层荧光强度最大值和最小值随站位的走势基本一致,而5 m深水层的走势就比较复杂;无论是哪种类型的荧光峰,其位置随着水深的增加基本保持不变,荧光强度随水深变化规律不明显。本研究中建立的由荧光峰强度(Af)和CDOM在440 nm处吸收系数[ag(440)]的比值来求解光谱斜率(S)的模型,可为利用荧光和可见光遥感技术反演光谱斜率S提供一种新方法。

腐泥型煤二次生烃热解模拟的荧光特征

通过对 4块腐泥型煤原样及热解模拟残渣样的荧光特征的研究 ,对腐泥煤二次生烃特征加以探讨 ,得出主要结论为 :(1)当开始二次生烃时 ,将出现蓝移现象 ,蓝移现象标志着二次生烃的开始 ;(2 )蓝移现象发生的起始位置 (镜质组反射率为标志 )及蓝移现象的强度与样品的原始成熟度有密切关系 ,伴随着原始成熟度的提高 ,蓝移现象发生的成熟度位置将逐渐后移 ,其与初始成熟度的差值将先增大后减小 ,增大与减小的转折点推测位于 1.4 6%～ 1.80