孝义河枯、丰水期溶解有机物(DOM)的光谱特征

采用紫外-可见光谱和激发-发射矩阵光谱与平行因子分析相结合的方法，研究了孝义河溶解有机物(DOM)光谱特征和荧光成分的时空变化，分析了DOM与水质参数的关系.结果表明：枯水期发色团溶解有机物(CDOM)浓度、芳香性、分子相对质量和光化学反应活性显著高于丰水期(P<0.01),丰水期的腐殖化程度高于枯水期；模型共检出3种类腐殖质组分(C1,C2和C3)和1种类蛋白组分(C4),枯水期腐殖质成分和类蛋白成分来源于流域点源排放，丰水期蛋白质成分来源于点源，腐殖质成分受点源和面源共同影响；荧光溶解有机物(FDOM)组分与水质参数的相关性和回归分析表明其对关键水质指标(化学需氧量，COD)具有良好的预测能力.因此，DOM的紫外光谱参数和荧光组分可用于快速水质监测和污染源指示.     

渗滤液生化出水DOM在深度混凝过程中的去除特征

采用3种高新絮凝剂, 对采集自垃圾填埋场渗滤液处理工艺生化单元出水的样品进行3个阶段的深度混凝处理。采用紫外–可见光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱(EEM)和电喷雾傅里叶变换离子回旋共振质谱(ESI FT-ICR MS)对3个阶段的样品中溶解有机物(DOM)进行表征, 以此来探究DOM在混凝过程中的去除转化特征。UV-Vis光谱分析结果表明, 经过混凝处理, 水中小分子物质的比例增大, 腐殖化程度降低, 缩合度降低。EEM分析结果表明, 经过混凝处理后, 类蛋白质和类腐殖酸物质的去除效果十分显著。FT-ICR MS分析结果表明, 在不同的混凝阶段, 絮凝剂去除的DOM有较强的选择性。最终出水残留的DOM主要是一些分子量较小、含有大量杂原子、具有较低不饱和度、O/C <0.3和H/C>1.5的物质。     

黄浦江水中卤乙酸前体物的荧光光谱分析

使用三维荧光光谱(3D- EEMs)分析黄浦江水中的有机物特性.结果表明,黄浦江水3D- EEMs包含2个类蛋白峰(T峰)和1个类腐植酸峰(A峰),其中类蛋白质峰较高,说明污染较为严重.类腐植酸峰沿着水厂工艺流程的变化与传统指标高锰酸钾指数DCODMn、紫外吸收AUv 254和溶解性有机碳ΡDOC的变化一致.卤乙酸生成潜能实验表明,随着氯化反应程度的增加(增加反应时间、从氯胺转到自由氯消毒以及增大自由氯的投加量),三维荧光光谱特征值减少,相对应的卤乙酸(HAAs)生成量增加.投加溴离子后,氧化能力随自由氯含量降低而降低,而取代能力随次溴酸增加而增加,所以反应后水体中残余有机物的三维荧光光谱特征值增加,而HAAs先升后降.三维荧光光谱可作为水中溶解性有机物的补充指标,更全面反映水中有机物的变化.     

基于平行因子法分析湖泊沉积物间隙水中DOM的三维荧光光谱

采用平行因子法对湖北省内31个湖泊沉积物间隙水DOM的三维荧光光谱进行分析,并对DOM荧光组分进行了聚类分析,以研究湖泊沉积物间隙水DOM是否有按流域聚类现象.结果表明:(1)所有样品荧光光谱形状及峰位置基本相似,主要为类腐殖质荧光峰和类蛋白荧光峰,但是荧光峰的位置存在偏移和重叠现象;(2)用平行因子法将荧光光谱分成5个独立的成分,分别为类富里酸、类胡敏酸、类色氨酸和类酪氨酸,以及受类酪氨酸和类富里酸之间相互作用影响而被分离出来的另一种类富里酸;(3)荧光成分相对含量分析中,类富里酸总含量高于类胡敏酸和类蛋白,成为所研究湖泊沉积物中较为活跃的有机酸;(4)从聚类结果看,湖北省内湖泊沉积物间隙水中的DOM荧光组分差异不明显,只存在小范围的流域差异性.     

DiamondViewTM下呈黄色荧光的天然钻石的FTIR光谱特征

利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱结合钻石观测仪(DiamondView~(TM))、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱对在DiamondView~(TM)下呈现黄色荧光的天然钻石进行较系统的研究。结果表明:绝大多数在DiamondView~(TM)下呈现单一黄色或部分黄色荧光的天然钻石,其FTIR光谱中一般在1 282 cm~(-1)处有较强的吸收峰,因此,初步认为该类钻石晶格中的双N(N_2)即A中心是钻石呈现黄色荧光的形成机制之一。但同时发现少数荧光呈现黄色的钻石的FTIR谱图中缺失1282 cm~(-1)处的吸收,且对应样品的FTIR光谱中存在1 450 cm~(-1),处或UV-Vis吸收光谱中存在741nm的特征吸收,即该类钻石的黄色荧光可能是辐照所致。     

百花湖沉积物孔隙水中溶解有机质的光谱特性

运用紫外-可见吸收光谱法和分子荧光光谱法对云贵高原水库之一的百花湖中的天然溶解有机质(DOM)进行研究.试验显示百花湖沉积物孔隙水DOM的荧光指数处于1.43～1.76之间,从总体而言f450/f500值更接近于1.5;百花湖孔隙水DOM的R3/E4值范围在2-5之间,绝大多数在2～3之间,现位于水流上游2、3号点以及中游的5号点的E3/E4值最大;对沉积物孔隙水DOM在254 nm和280 nm处吸光度值的分布特征进行研究,推断出溶解有机碳(DOC)浓度从大到小的采样点依次是8＞6＞1＞7＞5＞10＞9＞4＞3＞2;百花湖沉积物孔隙水DOM的3D-EEM均出现4个明显的荧光峰,峰A和C为类紫外区和可见光腐殖酸荧光,峰B和D为类富里酸荧光;荧光峰强度除个别样品外大体上随着沉积深度的增加,荧光峰强度呈上升趋势;百花湖的r(A/C)值在0.57～0.71之间,r(D/B)值在0.66～0.92之间,与r(A/C)比较接近,且均随着沉积物深度而下降,所以百花湖沉积物孔隙水中r(D/B)与r(A/C)值之间有着一定的相关性.结果表明百花湖沉积物孔隙水DOM中的腐殖质主要来源于陆源输入,沉积物间隙水的DOM的富里酸与腐殖酸物质可能有相同的来源,或者两者结构有特殊关系;百花湖长期主要受到点源污染而非面源污染,而且在过去很长一段时间和现在工业发展的时期污染源的地点和程度有所不同,污染源发生了转移.     

对-二苯氨基苯基硼酸的光谱及光物理行为研究

利用紫外可见吸收光谱和荧光光谱对新合成的化合物：对-二苯氨基苯基硼酸(DPBA，三苯胺衍生物)在不同极性介质中的光谱、光物理行为进行了研究，并利用Lippert-Mataga方程计算了该化合物基态和激发态偶极矩间的差值△μ=3．0D．实验结果表明，溶剂极性对DPBA的吸收光谱峰位和峰形产生相对较小的影响，而使DPBA荧光光谱发生较大的红移，荧光峰的半峰宽变宽且基态和激发态间的偶极矩差值△μ变大，表明了该化合物具有典型的分子内电荷转移(ICT)的特性．     

天津大沽排污河及大沽沙航道水体中CDOM光谱分析

应用紫外–可见吸收光谱、三维荧光光谱对大沽排污河及大沽沙航道水体中有色溶解有机物(CDOM)的空间分布、组成、来源进行了分析.结果显示吸收系数a_(355)变化范围为1.73~23.62,m~(-1),CDOM丰度空间分布为大沽排污河下游最高,上游次之,大沽沙航道最低,表明大沽排污河下游水体有机污染负荷最大.CDOM荧光物质包括类蛋白质(T1、T2)和类腐殖质(A、C、M)两类组分,以类蛋白质组分的百分比最高,但相关性分析表明类腐殖质组分与CDOM的吸收相关性更好.A峰和C峰对应的最大发射波长及紫外–可见吸收光谱参数E253/203结果显示,大沽排污河下游水体CDOM芳香性较高,且芳香环取代基中含有较多的羟基、羰基、羧基、酯基.荧光指数HIXb显示大沽排污河下游水体CDOM来源以陆源输入(工业废水)为主,而排污河上游及航道水体CDOM主要由生物活动产生.     

微山湖(下级湖)中溶解性有机质(DOM)的降解实验研究

利用微山湖原状水样,模拟光降解和微生物降解两种方式作用下,探讨溶解性有机质(DOM)的降解过程和不同的降解特性。结果显示,DOM的去除率和氨氮的浓度以及活性磷酸盐(SRP)的浓度存在显著正相关关系;同时利用三维荧光光谱研究了微山湖水体中的DOM的荧光光谱特性,微山湖水体DOM的三维荧光光谱图中出现了4个明显的荧光峰,分别为:类蛋白(B)、(D)峰,紫外富里酸(A)峰及可见光富里酸(C)峰。通过设置不同的光照条件(紫外光照、可见光照、避光)研究DOM降解过程,对比发现,紫外光照降解DOM最为彻底,其次为避光条件,最后为可见光条件;而就各种组分来看,类蛋白物质较容易被降解,尤其是芳环氨基酸结构的蛋白类物质最容易被降解,而大分子的富里酸物质较难被降解。     

新型咔唑衍生物的合成表征及光学性质的研究

报道一种新型的咔唑类衍生物—3-(4-乙烯基吡啶基)-N-乙基咔唑的合成.用元素分析、红外光谱、电喷雾质谱、质谱和核磁共振谱进行了表征,测定其紫外吸收光谱和单光子荧光光谱.研究表明,该化合物具有好的紫外吸收和单光子吸收荧光效应.     

Relationship between fluorescence characteristics and molecular weight distribution of natural dissolved organic matter in Lake Hongfeng and Lake Baihua, China

Dissolved organic matter (DOM) in natural waters is a mixture of organic compounds with complicated chemical composition and structure, originating from animal and plant debris in soils and aquatic environ- ments. It is well known that DOM usually consist…     

Evaluation of humic acid removal by a flat submerged membrane photoreactor

A flat submerged membrane combined with a TiO 2 /UV photocatalytic reactor (FSMPR) was employed in batch mode to remove humic acid (HA). HA removal efficiency was characterized by UV 254 absorbance, UV-vis spectra, dissolved organic carbon (DOC) concentration, specific UV absorbance (SUVA), and trihalomethane formation potential (THMFP). The FSMPR process was effective in removing more than 86% of DOC and nearly 100% of UV 254 absorbance, while the THMFPs of samples were reduced to < 19 μ g/L after 150 min of treatment. In addition, changes in transmembrane pressure (TMP) with and without UV were evaluated; TiO 2 /UV was effective at controlling membrane fouling by HA. Analysis of the molecular weight (MW) distributions and three-dimensional excitation-emission matrix (EEM) fluorescence spectra of HAs revealed that the effectiveness in membrane fouling control is a result of changes in HA molecular characteristics. The TiO 2 /UV photocatalytic reactor caused the degradation of high MW, hydrophobic humic-like molecules to low MW, hydrophilic protein-like molecules, although this fraction was not completely removed during 150 min of treatment and was less responsible for membrane fouling.     

Photochemical alteration of biogenic particles in wastewater effluents

Biogenic particles discharged by wastewater treatment plants play important roles in receiving water because of the large specific surface area and good mobility of the particles. In this study, the changes induced in biogenic particles by natural sunlight were investigated to understand the phototransformation of the particles in the receiving waters. The results showed that photoexposure resulted in significant decreases in the sizes of the biogenic particles but that photoexposure did not impact the zeta potentials. In addition, the photodissolution of biogenic particulate organic matter(POM) led to the generation of biogenic dissolved organic matter(DOM). Characterization using excitation–emission matrix(EEM) spectroscopy showed that photoexposure changed both the shapes and the intensities of the EEM spectra of the biogenic POM; the regions of the T1 and T2 peaks were susceptible to photoexposure. Modeling by parallel factor analysis(PARAFAC) decomposed the EEMs of the biogenic POM into four valid components, i.e., terrestrial or microbial humic-like substances, tryptophan-like proteins, tyrosinelike proteins and hydrophobic proteins. The humic-like substances in the biogenic POM from the effluents were subject to lower decreases(17.0 % and 11.6 %).Throughout the entire incubation time, the PARAFAC components in the biogenic DOM were dominated by elimination mechanisms rather than by production through photodissolution of the biogenic POM.     

阶梯式景观河流夏季溶解性有机质构成与分布

溶解性有机质（dissolved organic matter,DOM）构成复杂,是河流生物地球化学循环中重要的组成部分,对水环境状况有很好的指示作用。为研究基于同步荧光光谱（synchronous fluorescence spectrum,SFS）的城市河流DOM含量与构成变化与水环境参数的相互作用关系,以阶梯式城市景观河流为研究对象,采用荧光区域积分、冗余分析（redundancy analysis,RDA）、二维相关分析（two-dimensional correlation spectroscopy,2D-COS）和主成分分析（principal component analysis,PCA）对SFS及水环境参数进行解析。将SFS光谱划分为类酪氨酸（TYRLF）、类色氨酸（TRPLF）、微生物源类腐殖质（MHLF）和陆源类腐殖质（HLF）四个荧光积分区域,提出SFS区域积分校正因子算法以提高SFS的半定量分析的准确性。结果表明：阶梯式景观河流夏季水体中DOM以生物源（TYRLF、TRPLF和MHLF）组分为主（>80%）;SFS-RDA表明环境参数对DOM构成有显著影响,水面覆盖率（Cover）与类腐殖质组分的占比呈正相关;SFS-2D-COS表明类蛋白组分（TYRLF和TRPLF）与类腐殖质组分（MHLF和HLF）变化趋势相反,水体中DOM组分变化顺序为：TYRLF> TRPLF> HLF> MHLF;SFS-PCA将水体DOM按结构特性进行了划分,实现了基于SFS的水体DOM快速归类定性分析。     

SDS和PCN与胶束中NRa的相互作用

检测体系的紫外可见光谱、荧光光谱、表面张力、电导率等,研究了十二烷基硫酸钠(SDS)和盐酸普鲁卡因(PCN)与酸性形态中性红(NRa)的相互作用.中性红能降低SDS的临界胶束浓度.在SDS稀溶液中,表面活性剂分子能减弱NRa紫外吸收光谱及荧光发射光谱的强度.随着SDS溶液浓度的增大,NRa的光谱强度增大.NRa吸附于球状胶束表面,定位于棒状胶束膜相较深处.在SDS胶束体系中,随着PCN的加入,NRa的紫外可见光谱、荧光光谱强度减弱.     

射频磁控溅射制备SiO_2薄膜及性能表征

采用射频磁控溅射技术,制备4种不同溅射时间的SiO2薄膜.用XRD、PL、FTIR、UV-Vis等对薄膜的微结构、发光、红外吸收以及透、反射进行表征.结果表明:SiO2薄膜仍呈四方晶体结构,平均晶粒尺寸在17.39～19.92nm之间;在430nm附近出现了发光峰,在1049～1022cm-1之间出现了明显的红外吸收峰,且随着溅射时间的增加发生红移;在可见光范围内平均透射率大于85%.     

生物炭在矿区农田土壤中与镉的纵向共迁移行为

以广东韶关大宝山矿山废水污染的农田为研究对象,利用超纯水和甲苯/甲醇提取的溶解性有机质(DOM)的三维荧光光谱平行因子分析(EEM-PARAFAC)技术,追踪荔枝树枝生物炭1年内在土壤层0~100 cm深度范围的迁移行为及其协同重金属镉(Cd)的纵向迁移性质. 结果表明:生物炭增加了0~60 cm深土壤层溶解性有机碳(DOC)的质量分数,增加了表层土壤的pH,对深层土壤pH无明显影响;EEM-PARAFAC解析得到3个DOM组分(1个类蛋白和2个类腐殖质组分),生物炭的添加增大了0~60 cm深土壤层类腐殖质的质量分数;并且甲苯/甲醇提取的DOM在0~60 cm深土壤层中均检测出生物炭特有的多环芳烃结构,说明生物炭在1年内发生了明显的纵向迁移;生物炭能够有效降低0~20 cm深土壤中有效态Cd的质量分数,但20~60 cm深土层中有效态Cd与对照组的相比最高增加了148%左右. 研究表明:需要特别关注生物炭协同重金属在土壤中纵向迁移行为所带来的环境影响.     

Y~(3+)和Eu~(3+)离子共掺杂TiO_2纳米材料的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了系列Eu3+和Y3+双稀土离子共掺杂的TiO2纳米粉体,通过X射线衍射(XRD)、BET、扫描电子显微镜(SEM)、UV-Vis漫反射和荧光光谱分析等对样品的微观结构和性能进行了表征.结果表明:Eu3+和Y3+双稀土离子共掺杂比Eu3+或Y3+单组分掺杂更能有效地抑制TiO2纳米晶体的晶型转变,提高其比表面积;UV-Vis漫反射曲线均有一定的蓝移现象;Eu3+和Y3+双稀土离子共掺杂TiO2纳米体系中均能得到Eu3+特征发射光谱;以少量Y3+替代Eu3+时,Eu3+发光性能变得更强.以甲基蓝溶液为目标污染物,考察了Eu3+和Y3+双稀土离子共掺杂TiO2纳米粉体的光催化活性.结果表明,Eu3+和Y3+双稀土离子共掺杂比单组分掺杂更能有效地提高TiO2纳米粉体的光催化活性,并且Eu3+和Y3+稀土离子的最佳掺杂配比为1:4.