铜铅重金属胁迫下玉米光谱分形维数与污染监测研究

通过设定不同浓度梯度的重金属Cu、Pb胁迫下的玉米盆栽试验,利用美国高性能地物光谱仪SVC HR-1024I对不同浓度铜铅污染的玉米老、中、新叶片进行光谱测量,同时采用SPAD-502叶绿素含量测定仪测定各类叶片中叶绿素含量相对值,并通过化学方法测定不同胁迫程度下玉米叶片中的铜铅含量。在分析玉米叶片中Cu、Pb含量与光谱曲线的绿峰高度(GH)、红谷深度(RD)、蓝边(DB)、红边最大值(MR)、红边面积(FAR)、红边一阶微分曲线陡峭度(FCDR)之间相关性的基础上,利用分形理论对叶片410~780 nm之间的光谱曲线进行分形测量,提出运用光谱曲线分形维数(FRAC)对受不同浓度重金属铜铅污染的玉米叶片进行污染监测,同时对相同浓度铜铅胁迫下的老、中、新叶片也进行了光谱响应研究。结果表明,随着叶片中重金属含量增加光谱曲线分形维数也逐渐增大,同等浓度重金属铜铅胁迫程度下,分形维数从新叶到老叶逐渐减小,并且发现光谱曲线分形维数与绿峰高度、红谷深度、红边面积具有较好的相关性,说明光谱曲线分形维数不仅可以综合描述曲线的光谱特性,还能定量反映玉米叶片受重金属铜铅污染程度及其健康状况。因此,光谱曲线分形维数可以作为玉米叶片重金属污染监测的一种新方法。     

光谱分数阶微分与玉米叶片重金属铜含量的相关性分析

常用的整数阶一阶和二阶微分光谱曲线差异较大,而分数阶微分可实现光谱信息细化,能将整数阶微分容易忽略的信息充分利用起来,更能深度挖掘光谱中的潜在信息。以重金属铜胁迫的盆栽玉米为研究对象,在玉米叶片受不同浓度CuSO_4胁迫下,光谱反射率和Cu~(2+)含量的实验室测量数据基础上,对光谱反射率进行0~1内0.1阶的11个阶次微分处理,将各阶次的微分值与测得的玉米叶片中Cu~(2+)含量进行相关性分析;并对各阶次的微分光谱值进行0.01和0.05显著性水平的检验。分析结果表明,与常用的一阶微分相比,分数阶微分可以突显某些波段的光谱反射率与叶片中Cu~(2+)含量的相关性,扩大特征波段的选择空间。     

铜胁迫下玉米叶绿素质量比与光谱反射率关系

通过对不同程度重金属铜污染土壤(16个样本)上玉米叶绿素浓度和相应的玉米冠层光谱反射率数据测试,进行铜胁迫下玉米叶绿素浓度与光谱数据相关分析研究,研究结果表明:铜胁迫下玉米叶绿素浓度与其光谱反射率之间具有相关性,在350~695nm光谱区内相关性最好,且在464nm处两者达到最高的相关性;铜胁迫下玉米的"红边"随着铜污染程度的加剧而发生有规律地"蓝移";铜胁迫下玉米的"红边"波长位置与其叶绿素浓度之间具有很强的相关性,复相关系数为0.884,由此可看出利用野外地物光谱数据定量估算和分析铜胁迫下玉米的叶绿素浓度是可行的.     

基于光谱参数和Cu2+吸收机理的玉米叶片铜污染预测研究

依据多个浓度梯度下Cu~(2+)胁迫的玉米盆栽实验,通过采用多种光谱特征参数、红边位置(REP)、红边一阶微分包围面积(FAR)和归一化植被指数(NDVI)等光谱参量;以及另五种植被指数(红边归一化植被指数NDVI_(705),改进红边比值植被指数mSR_(705),改进红边归一化植被指数mNDVI_(705),光化学植被指数PRI和结构不敏感色素指数SIPI);并结合Cu~(2+)的光谱吸收机理,同时基于玉米叶片的反射光谱和Cu~(2+)含量实验室实测数据,开展了玉米叶片光谱参数及植被指数与铜污染程度预测的相关性分析研究。实验结果表明:本文提到的大部分光谱参数及植被指数与叶片中Cu~(2+)含量具有一定的相关性;随着Cu~(2+)浓度增加,盆栽玉米在低于200μg/g浓度时仍可正常生长;而在高于浓度为200μg/g后生长受到抑制。玉米受Cu~(2+)污染时,在Cu~(2+)特征吸收峰810 nm处反射率有下降趋势,与无Cu~(2+)污染时反射率上升的趋势相反,说明Cu~(2+)光谱吸收机理可以用来区分和预测玉米是否受到Cu~(2+)污染。     

植物重金属胁迫的高光谱遥感研究进展

从光谱角度出发,归纳了植物特征光谱在不同波段的主要控制因子和吸收特征;从生理角度出发,阐述了重金属胁迫对不同植物叶绿素含量、细胞结构和含水量的影响,及这些光谱控制因子在重金属胁迫时的变化机制;从应用角度出发,讨论了植物重金属胁迫下叶绿素含量、叶片结构和含水量的敏感波段与目前的一些研究成果;总结了高光谱遥感应用于植物重金属胁迫监测研究中的不足并作了展望。     

交流电机绕组的谐波分析与噪声计算

文章详细阐述了交流电机绕组的谐波分析,给出了用计算机进行谐波分析的算法,研究了感应电机电磁噪声的计算方法,从运行结果来看,与实际测量结果接近。此计算方法对电机的电磁噪声分析和控制有一定的参考价值。此外,还分析了定转子槽数的对比关系对降低电动机的电磁噪声的作用,对应的选择转子槽数计算方法可用于电机设计。     

重金属污染环境来源的玉米POD对Pb2+的胁迫反应

为了探讨植物对重金属污染环境的适应是否产生体内酶系统的耐性机制及其遗传性,以重金属污染环境来源的玉米(Zea mays L.)及其易地栽种子一代(F1)为实验材料,通过酶活性测定与同工酶电泳研究了玉米过氧化物酶对重金属Pb2+的胁迫反应.结果发现,重金属污染环境来源的玉米种群材料在重金属Pb2+的胁迫条件下,与非污染环境来源的玉米材料相比其过氧化物酶具有相对较高的活性,其F1保持相同的趋势;不同玉米种群材料F1过氧化物酶同工酶酶带对重金属Pb2+的胁迫反应在材料间也出现了明显的分化,同时区分出两条对重金属Pb2+胁迫反应的敏感酶带,称之为标志性酶带.     

铅离子胁迫下盆栽玉米叶片光谱微分的红边响应研究

基于重金属铅(Pb)污染的盆栽实验玉米,采用光谱仪和叶绿素仪测量了不同浓度Pb~(2+)胁迫下玉米老、中、新叶片的反射光谱及其叶绿素含量;也运用质谱仪测定了不同胁迫浓度叶片中Pb~(2+)含量。对玉米老、中、新叶片中的叶绿素含量与各类叶片及土壤中的Pb~(2+)浓度进行了相关性分析;并为了区分玉米叶片铅离子污染程度和预测Pb~(2+)含量,提出了红边一阶微分曲线面积比值(FARR)和红边一阶微分峰前面积(FABR)参数;同时与常规红边一阶微分包围面积(FAR)、红边一阶微分曲线陡峭度(FCDR)、红边位置(REP)以及红边最大值(MR)作运用比较,实验结果表明,玉米叶片中的叶绿素含量从新叶、中叶到老叶逐渐增加,并随着土壤中Pb~(2+)浓度的升高而降低;受到Pb~(2+)胁迫时,新叶片到老叶片的REP"蓝移"更为明显;FARR和FABR在Pb~(2+)的胁迫程度区分和污染监测方面比FAR、FCDR、REP、MR具有更好的预测效果。     

遥感技术在江西德兴铜矿矿区污染研究中的应用

以德兴铜矿矿山为例,首先从遥感影像中提取植被的生长信息以确定污染的分布状况。在对矿区典型植被光谱反射特性综合分析基础之上,总结对照区和污染区植被的波谱特征差异和各污染区的受污染程度。最后,对矿区土壤的重金属污染治理提出一些建议。     

土壤重金属污染修复及其遥感评价研究概述

系统分析了土壤重金属污染的生物效应和主要的修复方法,总结了国内外遥感技术在土壤理化特性监测中的研究成果,提出了其在重金属污染修复评价中的应用前景,为进一步开展退化土地资源的修复研究奠定了理论基础.     

高光谱影像端元数目估计的HAHT模型

端元提取是高光谱遥感研究的重点内容之一,在高光谱影像信息识别、环境监测、资源探测和丰度反演等领域有着重要运用。为了实现有效的端元提取,如何准确估计（尤其是未知区域）高光谱影像中端元数目就显得更为关键,特别是在无人或境外地区的遥感探测方面极有实际价值。端元数目估计过多或者过少都会影响端元提取和混合像元分解的精度。本文基于谐波分析（Harmonic Analysis,HA）理论实现了高光谱影像有效去噪,并结合二元假设检验方法构建了一种高光谱影像端元数目估计的谐波分析假设检验（HA-Hypothesis Testing,HAHT）模型。通过AVIRIS和Hyperion高光谱影像的可行性分析与普适性验证,并与HFC（Harsanyi Farrand Chang）、特征值极大似然函数（Eigenvalue Likelihood Maximization, ELM）和最小误差高光谱信号辨识法（Hyperspectral Signal Identification by Minimum Error, Hysime）等常规的端元数估计算法应用成果相对比,表明HAHT模型所估计的端元数目与实际地物数具有更高的吻合度。同时,采用较成熟的连续最大角凸锥（Sequential Maximum Angle Convex Cone,SMACC）方法提取了端元波谱曲线,通过比较设置2（HFC估计数）、8（HAHT估计数）和14（Hysime估计数）不同端元数的提取结果,也证明HAHT模型在估计端元数目时具有较高准确性,以及较好的适用性和应用前景。     

拉萨市区大棚蔬菜重金属污染现状分析及评价

蔬菜是人们日常生活中不可或缺的食物。蔬菜品质的优劣直接影响着A．417的健康水平。课题组通过实验方法对拉萨市区大棚蔬菜中Pb、As、Cr、Cd含量进行了分析研究。研究表明,拉萨市区大棚蔬菜样品中Pb、As、Cr、Cd超标率分别为11．36％、63．64％、27．27％、52．27％;四种重金属最大超标倍数分别达到1．40、7．04、1．78、3．02倍。文章认为,拉萨市区大棚蔬菜受到了一定程度的重金属污染,主要为As和Cd污染。     

硅藻土对重金属离子的吸附作用及其用于环境重金属污染修复的研究评述

硅藻土拥有独特的物理和化学性质，在工业生产中已经得到十分广泛的应用，但作为环境矿物材料用于环境污染治理，研究尚处于探索阶段。本文重点评述硅藻土对重金属离子的吸附作用及其用于环境重金属污染修复的研究进展。硅藻土表面覆盖着一层硅羟基（Si-0H），构成了硅藻土表面最主要的活性基团。硅藻土对水体中重金属离子的吸附受温度和pH值的制约。一般来说，温度和ph值越低，硅藻土对重金属离子的去除能力越差。改性硅藻土可以大大提高对重金属离子的吸附能力。使用金属氧化物对硅藻土进行表面处理是比较常用的改性方法，这可以一定程度提高硅藻土的比表面积和表面负电荷。     

环境矿物材料长石修复水体中重金属污染研究的进展及意义

超微孔道材料是指材料的孔径小于0.3nm,长石是超微孔道材料的典型代表。本文通过对长石的矿物学特征及环境矿物材料与长石对水体中重金属修复的综合评述,旨在探究超微孔道环境矿物材料对水体中重金属离子修复的意义。     

川南地区某硫铁矿废渣堆周边农田土壤重金属污染水平及源解析

为探究硫铁矿区废渣堆对周边农田造成的影响,系统采集了川南某硫铁矿废渣堆及周边农用地土壤样品共61件,测定其重金属（Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、As、Hg）的含量,分析8种重金属污染水平及空间分布特征,利用相关性和主成分分析对重金属进行源解析,并借助综合生态风险指数、地累积指数等方法评估土壤污染风险水平．结果显示,研究区土壤中Cr、Cu和Cd含量超过国家相应标准,且Cr、Cd、Pb和As的含量明显高于土壤背景值,分别为背景值的1.56、1.40、1.45、2.89倍;Ni、Cu和Zn含量的空间分布相对均匀,而其它5种重金属的空间分布相对集中;矿区周边农田土壤整体处于中等生态风险水平（150相似文献   

重金属螯合剂在含铜废水处理中的应用

对重金属螯合剂(EP110)处理印制电路板含铜废水进行了应用研究,讨论了pH值、EP110投加量、反应时间、助凝剂APC或PAC或PFS投加量及废水铜离子含量对处理结果的影响。试验结果表明,在pH值为3～13、EP110投加量大于水中Cu2+含量7倍(质量比)、反应时间约为15min及投加少量PAC/PFS的条件下,可以使处理水中Cu2+含量低于0.5mg/L的国家允许排放标准;采用该方法处理印制电路板低铜含量的含铜废水优于采用传统的化学处理法。     

稠油注蒸汽热采过程中射孔段套管热应力仿真模拟

我国稠油资源约占总石油资源的30%。稠油油藏以蒸汽吞吐开采为主,一个蒸汽吞吐循环周期包括蒸汽注入阶段、焖井阶段和采油阶段。其中,造成稠油热采井套管损坏的主要原因之一是热采井高温及温度剧烈变化,利用ABAQUS有限元软件建立了三维井筒模型,分析了蒸汽注入阶段、闷井阶段的热传导过程及射孔段套管的热应力分布,其中射孔部位是稠油热采过程中较易破坏的地方,经过几个吞吐周期后套管上会积累较高的残余应力而使套管发生塑性破坏。     

Iron reduction in tidal flat sediment indicated by magnetic measurements and its significance in the study of heavy metal pollution

Magnetic measurements and chemical analysis were conducted on the anoxic core sediment from the tidal flat along the southern bank of Yangtze Estuary. The synchronous increase in magnetite and heavy metal concentration at a depth of 54 cm is revealed, which reflects the anthropogenic input due to the near shore sewage discharge. However, the heavy metal concentration declines at the top of sediment column (4–20 cm) with the reduction of fine magnetite grains, as indicated by the magnetic measurements. It is inferred that selective dissolution of finer magnetite happens under the reduced environment. Such a phenomenon is significant for the heavy metal pollution study in the tidal flat sediments.