光谱预处理方法对硝酸盐测量模型影响实验研究及软件设计

基于Savitzky-Golay(SG)卷积平滑、正态变量变换(SNV)、一阶导数法、附加散射校正(MSC)和小波去噪(WDS)等信号处理方法,对水中硝酸盐偏最小二乘(PLS)测量模型的影响进行实验研究,采用评估均方差(RMSEE)、预测标准差(RMSEP)、相关系数(R)、预测值与样本浓度值回归关系显著性F检验对预处理效果进行考察。实验结果表明,经SG卷积平滑预处理的PLS模型预测准确性优于其他处理方法。同时编写了该5种光谱预处理方法软件,实现了光谱数据采集与预处理、谱图绘制和光谱保存等功能。     

铵锌镉还原法测试硝酸盐氮、氧同位素方法研究

本研究利用铵锌镉还原法将海水、湖水和自来水水体中硝酸盐转化为N₂O气体测试氮、氧同位素, 结果表明当反应体系的pH值在6～8之间, NO₃^-还原为NO₂^-的转化率大于95%, NO₂^-还原为N₂O的转化率大于99%。配置5种丰度的硝酸盐氮、氧同位素标样, 将实验结果与理论值绘制校准曲线, 氮同位素校准曲线斜率为0.48, 相关性良好(R²=0.999 8), 5种丰度δ¹⁵N_N2O标准偏差在0.18‰～0.43‰之间(n=5);氧同位素校准曲线斜率为0.70, 相关性良好(R²=0.999 6), 5种丰度δ¹⁸O_N2O标准偏差在0.27‰～0.46‰之间(n=5)。铵锌镉还原法与镉柱还原法测定硝酸盐氮、氧同位素结果的精密度和准确度一致, 同时海水、湖水和自来水3种不同类型水样的硝酸盐氮、氧同位素测试数据满足实验要求, 而且在实验流程的简洁性和高效性方面更具优势。     

沉积物-水界面化学参数原位现场测定技术

综述了近十年来得到长足发展的化学传感器技术的现状和发展趋势，重点介绍了近年来应用较广的选择性膜微电极，固态伏安徽电极以及凝胶树脂探针技术的发展现状及技术特点，探讨了它们在研究沉积物-水界面附近发生的复杂生物地球化学过程上的应用。     

微机化伏安技术设计与实验

电化学中的计算机控制与处理虽然已有二十多年的历史，但是，仅在近十年，由于计算机成本的急剧下降，特别是微型机的开发和普及，才使几乎所有各类电化学仪器真正实现了计算机化。以静态测量为基础的电势法和库仑法，在海水分析中早已使用了微机程控与处理。极谱法是以动力学测量为基础的电化学测试技术，内容多而复杂，但这样却能比较充分的发挥计算机的功能。     

二阶导数线性扫描极谱法测定秋茄叶中总黄酮含量

探讨了秋茄叶中黄酮类物质的极谱特性,并进行了含量测定.结果表明,在pH值为9.18的硼砂底液中,以芦丁作对照品,秋茄叶中黄酮类化合物在峰电位Ep为-1 642 mV（vs.SCE）处产生一灵敏的二阶导数极谱波,在芦丁含量不超过1.4 mg/dm3范围内,该极谱波的峰电流（Ip）与芦丁的量之间呈良好的线性关系,据此建立了红树秋茄叶中总黄酮含量的极谱定量测定方法.该方法的检出限为0.02 mg/dm3.用此法测得红树秋茄叶中总黄酮含量为2.04%,回收率为96.4%～100.3%,相对标准偏差为3.19%,此方法灵敏、准确、干扰少.     

细菌反硝化法测试硝酸盐氮、氧同位素的研究与应用

为了验证细菌反硝化法对水体中硝酸盐氮、氧同位素组成测定的适用性、重现性及准确性, 在不同时间(2019年7月28日、8月19日、8月26日)利用反硝化细菌分别将海水、湖水和自来水样品中的硝酸盐转化为氧化亚氮（N₂O）, 并进行氮、氧同位素测定。结果表明, 不同时间段3个批次实验的硝酸盐氮同位素校准曲线斜率都接近理论值1, 相关性系数均高于0.999, 说明反硝化细菌在将样品中的硝酸盐全部还原为N₂O的过程中氮同位素分馏效应很小; 同一样品3个批次测定的硝酸盐的氮同位素值基本相同, 表明细菌反硝化法对硝酸盐氮同位素的测定在长时间周期内具有很好的重现性和准确性。3个批次氧同位素校准曲线斜率稳定在0.61～0.63之间, 相关性系数均高于0.99, 单批次内海水、湖水和自来水3类样品中硝酸盐氧同位素比值的标准偏差范围在0.18‰～0.69‰之间, 表明经过氧同位素校准曲线的校正, 可以准确反映样品中硝酸盐氧同位素组成; 同一样品3个批次测定的氧同位素值差异较大, 其变化范围为1.33‰～16.38‰, 可能是由于样品储存过程中硝酸盐与水之间发生的氧同位素交换作用所致。     

基于镀铜镉柱海水中硝酸盐氮的检测技术的研究

镀铜镉柱还原——重氮偶氮染色法在检测海水领域具有重要的位置,算法的不断创新优化成为海水水质检测质量的的关键.本研究以硝酸钾作为标准溶液,海水作溶剂做相关实验,并且在实际海水检测应用中得到良好的效果.通过对实验原理的分析及实验过程的探究,确定了本研究的最佳还原与显色条件.并采用偏最小二乘法(partial least s...     

谱技术在地形改正和间接效应计算中的应用

给出了计算局部地形改正和间接效应的改进公式及其谱计算式;确定了地形改正和间接效应级数展开计算式的可选次项和最佳积分半径;论证了计算地形改正需要进一步提高地形高数据分辨率和计算间接效应可以降低对地形高数据分辨率和精度要求的依据;讨论了精细积分面积元对计算地形改正的作用。     

锑原位掺杂SiO2@PDA-Sb复合材料修饰电极用于海水中Zn离子检测

本研究提出了一种用于检测海水中锌离子(Zn²⁺)含量的电化学检测方法。该方法首先应用水热法合成SiO₂@PDA-Sb复合材料,然后将该复合材料修饰到玻碳电极上制备SiO₂@PDA-Sb-Nafion/GCE,利用差分脉冲阳极溶出伏安法(DPASV)对珠江口海水水样中Zn²⁺进行测定。研究结果表明,Zn²⁺在SiO₂@PDA-Sb-Nafion/GCE上具有较强的溶出峰。在最优条件下,SiO₂@PDA-Sb-Nafion/GCE对Zn²⁺浓度在1～1 000 nmol/L范围内可实现灵敏、准确的检测,Zn²⁺的检测出限为0.71 nmol/L。加标回收率实验显示Zn²⁺加标回收率为93.19%～100.12%,表明该方法可应用于现场海水样品Zn²⁺测定。本方法具有电极制作简单、稳定性和抗干扰性良好,能够提高现有测定方法的检测限和精确度,在现场海水检测...     

谱混合模型方法优化及其在海洋水团分析与水交换研究中的应用

优化了谱混合模型(Spectral Mixture Model,SMM)分析方法,提出了谱混合模型方法中两个关键参数的一般优化方案。优化后的方法能够对大量的数据样本进行快速聚类分析,并通过求解概率密度函数确定不同聚类之间的混合区域。以该方法在海洋水团以及水交换中的应用为例,详细阐明了谱混合模型方法的工作原理及过程。在谱聚类方法基础上建立的谱混合模型分析法,避免了传统模糊聚类分析方法的不足,即使在物理量的散点数据分布呈现广泛连续性时,仍然能够抓住数据时空分布的主要变化方向,其在水团的辨别、水团边界以及水交换混合区的分布及其变化规律的研究中具有广泛的应用。     

抗风浪海水网箱中南瓶鼻海豚行为谱的初步构建

采用目标取样法,对饲养于抗风浪网箱中的4只南瓶鼻海豚（Tursiops aduncus）的行为进行了观察和记录,最终定义了南瓶鼻海豚的7种姿势和70种行为.在此基础上,根据行为发生时的姿势、动作、环境以及可能具有的功能,将这些行为划分为水面运动行为、空中行为、社群行为、索食、性行为、玩耍、休息及杂类等8个行为模式,从而初步构建了南瓶鼻海豚的行为谱.还进一步对某些行为,如社会行为的生物学和生态学意义进行了探讨.     

海洋微塑料检测技术研究进展

海洋微塑料污染目前已成为全球性的环境问题,近年来海洋微塑料检测技术越来越受到人们的关注。本文简要总结了微塑料样品采集及处理方法,并从检测方法的角度系统综述了近些年来微塑料检测技术的研究进展,涉及目视分析法、光谱法(如傅立叶变换红外光谱法和拉曼光谱法)、热分析法以及其他分析方法等(如质谱法以及扫描电子显微镜-能谱仪联用法)。本文简要评价了各类检测方法的优缺点,以期为海洋微塑料检测技术的发展提供参考,并探讨了未来海洋微塑料检测技术的发展方向。     

ＧａｓｂｅｎｃｈⅡ ＩＲＭＳ升级Ｎ２Ｏ预富集装置测定海水硝酸盐的氮氧同位素

本研究研制了由气压棒、气体控制阀、不锈钢管冷阱、石英毛细管冷阱、杜瓦瓶、化学阱等构成的Ｎ２Ｏ预富集装置,通过扩展ＧａｓｂｅｎｃｈⅡ功能控制冷阱的升降,改造气体回路、进样针和样品盘,实现Ｎ２Ｏ的预富集以及ＧａｓｂｅｎｃｈⅡ自动进样与ＩＲＭＳ联机测定．通过将海水中的硝酸盐经化学方法转化成Ｎ２Ｏ,建立了海水硝酸盐氮、氧同位素的分析方法．研究表明,所建立方法对海水硝酸盐氮、氧同位素的分析具有很好的精度,硝酸盐δ１５Ｎ、δ１８Ｏ及峰面积的相对标准偏差分别小于１％、３％和５％．对采自南极普里兹湾海水样品中硝酸盐氮、氧同位素的分析结果与文献报道值吻合,也与海水硝酸盐氮、氧同位素组成的变化规律相一致,证明所建立的技术方法可成功运用于海水硝酸盐氮、氧同位素的分析．     

深海贝莱斯芽孢杆菌DH82的抑菌活性物质初步分离纯化及其抑菌谱检测

贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) DH82发酵上清液经最佳硫酸铵饱和度(70%)沉淀、透析获得粗蛋白,粗蛋白经Sephadex G-75柱层析的色谱条件为柱1. 6 cm×50. 0 cm;上样量为5 mL;洗脱液为超纯水,流速2 mL/min;检测波长280 nm,获得两个具有抑菌活性的峰蛋白PrⅠ和PrⅡ。两个峰蛋白经抑菌谱检测,发现对常见水产指示病原细菌包括迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)、坎氏弧菌(Vibrio campbellii)、溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)、哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)、无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)都具有较好抑菌活性,表明深海贝莱斯芽孢杆菌DH82产生的抑菌活性物质对水产病原细菌的抑菌谱较广,其中峰蛋白PrⅡ对指示植物病原真菌水贼镰刀菌(Fusarium equisetum)也具有较好抑菌作用。进一步对峰蛋白进行最小抑菌浓度(MIC)检验,发现其对迟缓爱德华氏菌和溶藻弧菌的MIC都较低(为7. 16μg/mL)。以上研究结果表明,深海贝莱斯芽孢杆菌DH82具有较宽的抑菌谱及较强的抑菌活性,预示该菌株在常见水产细菌性及个别植物真菌性病害防治上具有较好的开发利用价值。     

基于切向超滤技术的胶体有机碳和无机氮分离及物源初探

利用切向超滤技术对九龙江口天然水体中胶体相(1 kDa～0. 45μm)、真溶解相(1 kDa)和"溶解相"(0. 45μm)的溶解有机碳和无机氮进行了分离与提取,初步探讨了水环境因子对其理化特性的影响机制,进而探讨了它们的来源和转化.结果表明,切向超滤过程的膜空白和质量平衡符合技术要求;溶解有机碳、亚硝酸盐氮、氨氮、硝酸盐氮和无机氮存在形式以真溶液相(1 kDa)为主,其在胶体相中的质量浓度分别为0. 207～0. 810 mg/dm3、0. 001～1. 870μg/dm3、ND～2. 08μg/dm3、0. 62～79. 30μg/dm3和1. 07～81. 10μg/dm3;胶体态溶解有机碳(COC)含量主要受陆源输入控制.     

海洋脂溶性藻毒素虾夷扇贝毒素产毒来源、毒性效应和检测技术研究进展

海洋藻毒素是由海洋有毒微藻分泌产生的有毒物质,可通过食物链传递,导致养殖海产品染毒或者死亡,对人类消费者的健康造成威胁。近年来有毒赤潮频发,海洋藻毒素对海产品的食用安全影响备受关注。虾夷扇贝毒素是一种脂溶性的藻毒素,在世界范围内广有分布。近年来,随着分析化学检测技术被逐渐应用于我国海产品的藻毒素检测和质量监控,虾夷扇贝毒素在我国近海多个海域的贝类样品中被检测出来,但是我国对于该类毒素的毒性作用研究相对较少。本文综述了虾夷扇贝毒素的生物来源、地理分布、化学结构、毒性作用机制及检测方法的研究进展,结合我国国内的调查研究现状,为海洋生态环境监控提出新的建议,即目前除了对常规浮游植物类群进行监控以外,还应加强有毒甲藻孢囊多样性监测,同时,基于虾夷扇贝毒素的毒性作用机制,为海洋药物活性开发和利用提供了新思路。     

海洋水环境中藻毒素的检测技术及分布研究进展

海洋藻毒素是海洋有害藻产生的次级代谢产物,具有种类多、毒性强和生物蓄积性等特点,对海洋生态系统、海产养殖业以及人类健康会造成严重威胁。近年来,近海水环境中的海洋藻毒素已引起人们的广泛关注。通过对近海水环境中海洋藻毒素的富集技术、仪器分析方法和分布特征方面的研究进展进行归纳和总结发现:被动固相吸附和固相萃取技术是海水中海洋藻毒素的主要富集技术,结合液相色谱-质谱联用技术进行检测,是目前近海水环境中各类海洋藻毒素检测的最有效方法;多种海洋藻毒素在全球近海水环境中有分布,且欧洲近海海水中藻毒素种类最丰富、浓度也相对较高;在中国近海水环境中多种脂溶性藻毒素广泛分布。在全球气候变化以及近海污染不断加剧的背景下,海洋藻毒素对近海水环境的影响不容忽视,今后的研究方向将主要包括:重要养殖区海水中藻毒素的长期连续监测;海水中典型藻毒素的现场快速检测技术;近海水环境中海洋藻毒素的来源及其影响因素;典型海洋藻毒素的迁移转化规律及其生物可利用性等。