检索结果-内蒙古大学图书馆

光谱学与光谱分析 2025年第4期45卷 922-931页

作者：任昊曾议鲁晓峰毋路遥董健李浩然宋润泽韩云坤奚亮司福祺合肥大学生物食品与环境学院安徽合肥230009 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室安徽合肥230031

船舶运输促进了贸易和物流的发展,同时也向大气中排放了污染物。开发了一套地基快速成像光谱探测系统,旨在对船舶尾气进行实时追踪和监控。该系统同时采用可见光和紫外望远镜头,可见光与云台协同工作负责定位和追踪目标船舶,紫外望远镜... 详细信息

船舶运输促进了贸易和物流的发展,同时也向大气中排放了污染物。开发了一套地基快速成像光谱探测系统,旨在对船舶尾气进行实时追踪和监控。该系统同时采用可见光和紫外望远镜头,可见光与云台协同工作负责定位和追踪目标船舶,紫外望远镜负责采集船舶排放气体的特定光谱数据。根据船舶实时位置调整摄像头指向,并连续拍摄多幅图像,建立时间序列上的背景及光谱数据集。对光纤光谱仪进行改进,提高了系统光谱成像速度,能获得高时间分辨率的监测数据,同时能够适应船舶移动和环境变化,保障了数据的准确和连续。借助成像差分吸收光谱技术,可以识别和量化船舶尾气中的SO_(2)和NO_(2)浓度。为验证系统性能,进行样气浓度测量实验,结果相对误差均在7%以内。与推扫式地基IDOAS仪器进行了对比观测实验,两者测量结果最高值相差约2%。对铜陵市长江流域的船舶污染气体排放进行了实地观测。结果表明,船舶尾气中SO_(2)斜柱浓度最大为5.64×10^(16)molecule·cm^(-2),NO_(2)斜柱浓度最大为8.75×10^(16)molecule·cm^(-2),验证了探测系统的可行性。

关键词：船舶排放成像差分吸收光谱光纤光谱追踪探测

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基于PIEspline的土壤XRF光谱背景扣除方法研究

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光谱学与光谱分析 2025年第5期45卷 1364-1372页

作者：李唐虎甘婷婷赵南京殷高方叶紫琪汪颖盛若愚安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230601 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 安徽省环境光学监测技术重点实验室安徽合肥230031 合肥综合性国家科学中心环境研究院安徽合肥230031

XRF光谱法作为重金属现场快速检测的重要技术手段,当其用于土壤重金属检测时,受土壤基质影响XRF光谱中存在强度较高且复杂的背景光谱,严重影响重金属特征谱峰信息的准确获取及定量分析准确性。针对该问题,提出一种极值法峰谷识别与惩罚... 详细信息

XRF光谱法作为重金属现场快速检测的重要技术手段,当其用于土壤重金属检测时,受土壤基质影响XRF光谱中存在强度较高且复杂的背景光谱,严重影响重金属特征谱峰信息的准确获取及定量分析准确性。针对该问题,提出一种极值法峰谷识别与惩罚项修正的三次平滑样条曲线拟合相结合(PIEspline)的土壤XRF光谱背景扣除方法,该方法首先通过极值法对土壤完整XRF光谱中的峰谷点进行识别,获取光谱中对背景具有代表性的数据点,再对一系列峰谷点进行惩罚项修正的三次平滑样条曲线拟合形成背景基线,从而实现土壤XRF光谱中复杂背景的扣除;并通过与自适应迭代重加权惩罚最小二乘法(airPLS)、迭代小波变换法(IWT)、统计敏感的非线性迭代剥峰算法(SNIP)三种传统光谱背景扣除方法对比,进一步验证了PIEspline方法的性能。结果表明:对于模拟的土壤XRF光谱,PIEspline方法所获取的背景谱线与光谱真实背景谱线间的均方根误差(RMSE)分别为0.4258和0.6441,均低于其他三种方法,并且具有最快的背景扣除运行效率;对于栗钙土、盐碱土和黄土三种不同类型土壤及农用、工业、建筑三种不同用途土壤,PIEspline方法背景拟合所获得的XRF光谱中10个特征谷点处荧光强度的平均相对误差为10.87%,与三种传统方法相比分别降低了84.88%、76.30%和16.51%;且PIEspline方法用于上述6种土壤中Cr、Pb、Cd定量分析的平均相对误差分别为4.01%、2.50%和5.20%,与airPLS、IWT、SNIP三种方法相比分别降低了22.39%~84.07%、60.15%~71.92%和79.18%~84.07%,且当土壤类型和用途发生变化时,PIEspline方法的相对误差波动最小,展现出了最好的稳定性,表明PIEspline方法在不同类型及不同用途土壤多种重金属同时XRF定量分析中具有最好的普适性。因此该研究所提出的PIEspline方法能够实现不同类型与不同用途土壤XRF光谱背景的精准扣除,有利于提高重金属XRF定量分析准确性。该研究为土壤重金属XRF现场快速准确检测提供了重要的方法基础。

关键词： X射线荧光背景扣除重金属检测光谱解析土壤

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基于组网激光雷达的内蒙古沙尘事件时空特征与外源贡献分析

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中国环境科学 2025年第4期45卷 1833-1843页

作者：董元柱谷雨白雪椿周兴军潘颖易子淮王泽楠范广强穆溪项衍张天舒刘文清合肥综合性国家科学中心环境研究院安徽合肥230088 内蒙古自治区环境监测总站内蒙古呼和浩特010011 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室安徽合肥230031 安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230601

为揭示内蒙古地区沙尘事件的时空分布特征及其外源贡献,利用部署在内蒙古地区的七台三波段激光雷达,获取了高精度气溶胶垂直分布廓线.此外,进一步结合地面站点观测数据、大气化学模式、气象再分析数据及后向轨迹模型,深入分析了内蒙古... 详细信息

为揭示内蒙古地区沙尘事件的时空分布特征及其外源贡献,利用部署在内蒙古地区的七台三波段激光雷达,获取了高精度气溶胶垂直分布廓线.此外,进一步结合地面站点观测数据、大气化学模式、气象再分析数据及后向轨迹模型,深入分析了内蒙古夏季沙尘暴的三维动态演变、大气环流结构及外来沙尘源区.研究发现,2014~2024年内蒙古地区的沙尘日数整体呈波动上升趋势,春季为沙尘事件的高发季节,累计沙尘日数达到117d.近5年来,春季沙尘日数的变化相对稳定,但自2020年起,夏季沙尘出现日数开始呈增长趋势,5年增长率约为18.9%.2024年7月20~25日,内蒙古地区发生了一次严重的沙尘暴事件.通过组网激光雷达,有效监测了沙尘暴从高空至近地面的动态演变过程.沙尘首先出现在阿拉善盟策克口岸,随后在低压槽后西北风及地表大风的共同作用下向东扩散.随后2d,沙尘强度有所减弱.然而,之后低压槽再次出现,槽后偏北气流引导冷空气南下,形成强风,迅速吹起地表沙尘,导致内蒙古中西部地区起沙量普遍增加,并将沙尘通过槽后西北风向下游输送.此次沙尘事件中,中蒙边境成为沙尘天气PM_(10)的主要潜在源区,对PM_(10)质量浓度的贡献最为显著.这表明,中蒙边境地区正逐渐成为中国北方重要的沙尘源.

关键词：沙尘传输组网激光雷达大气化学模式时空特征外来源区

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基于新息自适应扩展卡尔曼滤波的双光梳光谱校正算法研究

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中国激光 2025年

作者：焦婷邓昊许振宇牛冉彤黄安艾苏曼陈楚戈阚瑞峰安徽大学物质科学与信息技术研究院中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室

双光梳光谱技术作为一种具备高分辨率、宽带光谱范围及快速测量特性的前沿光谱技术，在现代光学研究领域的众多应用中展现出巨大潜力。然而，如何提高双光梳系统的互相干性一直是制约其性能提升和广泛应用的关键挑战。本文聚焦于这一问... 详细信息

双光梳光谱技术作为一种具备高分辨率、宽带光谱范围及快速测量特性的前沿光谱技术，在现代光学研究领域的众多应用中展现出巨大潜力。然而，如何提高双光梳系统的互相干性一直是制约其性能提升和广泛应用的关键挑战。本文聚焦于这一问题，以射频基准锁定的双光梳系统作为研究平台，提出了一种基于新息自适应扩展卡尔曼滤波的双光梳光谱自参考校正算法，在1 s的采集时间内，将射频域纵模线宽从原来的大于1 kHz降低到1 Hz，光谱分辨率显著提高，同时干涉信号相干平均后的信噪比提升约40倍。研究表明，该算法能够有效提高光谱质量，恢复双光梳间的互相干性。

关键词：激光光学双光梳光谱互相干性卡尔曼滤波误差校正

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机动车尾气NO检测系统中的磁旋转吸收池设计研究

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中国激光 2025年

作者：雷博恩张玉钧何莹尤坤王立明中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室中国科学技术大学研究生院科学岛分院

磁旋转吸收池是基于法拉第旋转光谱技术的机动车尾气NO检测系统中的核心部件，本文构建了磁旋转吸收池模型，在基于有限元法对磁旋转吸收池原理进行仿真分析的基础上，设计了一种可产生磁场的磁旋转吸收池，并从其产生的磁场特性和将其... 详细信息

磁旋转吸收池是基于法拉第旋转光谱技术的机动车尾气NO检测系统中的核心部件，本文构建了磁旋转吸收池模型，在基于有限元法对磁旋转吸收池原理进行仿真分析的基础上，设计了一种可产生磁场的磁旋转吸收池，并从其产生的磁场特性和将其用于机动车尾气NO检测系统模拟实验两个方面对磁旋转吸收池的性能进行了检验。结果表明：该吸收池与模拟仿真的吸收池性能相一致，产生的磁感应强度相对误差在2%以下；机动车尾气NO检测系统可以精确检测到NO浓度的变化，当磁感应强度由0mT增加到36.4mT时，检测系统的探测精度可提高20%。为机动车尾气NO检测系统的高灵敏和高选择性设计奠定了基础。

关键词：光谱学法拉第旋转光谱磁旋转吸收池机动车尾气 NO检测

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亚心形扁藻运动参数对海水中重金属响应特征研究

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中国环境科学 2025年

作者：安莉莎殷高方甘婷婷赵南京谭小璇王涛黄朋中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室中国科学技术大学安徽省环境光学监测技术重点实验室合肥综合性科学中心环境研究院

海洋污染的生物毒性快速检测对海洋突发性水污染事故应急监测、海洋环境生态风险快速调查评估、海洋环境保护具有重大意义，但现有生物毒性检测方法均存在毒性响应时间长，难以实现海洋污染物快速响应难题。鉴于此，本文以具有能动性的... 详细信息

海洋污染的生物毒性快速检测对海洋突发性水污染事故应急监测、海洋环境生态风险快速调查评估、海洋环境保护具有重大意义，但现有生物毒性检测方法均存在毒性响应时间长，难以实现海洋污染物快速响应难题。鉴于此，本文以具有能动性的海洋微藻亚心形扁藻为受试生物，研究了其运动性对海洋典型重金属污染物汞（Hg）和铬（Cr）的毒性响应性能，以期为建立海洋生物毒性快速检测方法提供依据。结果表明：2h内，亚心形扁藻的运动参数，包括运动方式、运动能力和游泳速度对0.075 ～ 2.5 mg/L Hg和0.1 ～ 3 mg/L Cr均产生了明显的响应，运动性参数与两种重金属浓度间都呈现良好的剂量-效应关系；基于不同运动性参数获得Hg和Cr的2 h-EC50值分别为0.63 ～ 2.38 mg/L和0.60 ～ 2.49 mg/L；总体上，不同运动参数中曲线运动速度（VSL）对重金属Hg和Cr毒性具有最灵敏的响应，以VSL为响应指标获得的Hg和Cr的2 h胁迫下的半抑制浓度值(2 h-EC50值)分别为0.63 mg/L和0.60 mg/L。上述结果与传统毒性试验（包括微藻72 h 生长抑制试验、24 h ～ 48 h光合抑制试验和96 h 鱼类死亡试验）结果均具有可比性，且毒性响应时间大大缩短，表明微藻运动性作为一种新型生物测试指标可以对海洋重金属类污染物毒性进行快速、有效评价。

关键词：运动性海洋微藻重金属海洋污染生物毒性

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亚心形扁藻运动参数对海水中重金属响应特征

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中国环境科学 2025年第5期45卷 2897-2904页

作者：安莉莎殷高方甘婷婷赵南京谭小璇王涛黄朋中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 安徽省环境光学监测技术重点实验室安徽合肥230031 合肥综合性科学中心环境研究院安徽合肥230601

现有海洋污染的生物毒性检测方法均存在毒性响应时间长,难以实现海洋污染物快速响应难题.以具有能动性的海洋微藻亚心形扁藻为受试生物研究了其运动性对海洋典型重金属污染物汞(Hg)和铬(Cr)的毒性响应性能,以期为建立海洋生物毒性快速... 详细信息

现有海洋污染的生物毒性检测方法均存在毒性响应时间长,难以实现海洋污染物快速响应难题.以具有能动性的海洋微藻亚心形扁藻为受试生物研究了其运动性对海洋典型重金属污染物汞(Hg)和铬(Cr)的毒性响应性能,以期为建立海洋生物毒性快速检测方法提供依据.结果表明:2h内,亚心形扁藻的运动参数,包括运动方式、运动能力和游泳速度对0.075~2.5mg/L Hg和0.1~3mg/L Cr均产生了明显的响应,运动性参数与两种重金属浓度间都呈现良好的剂量-效应关系;基于不同运动性参数获得Hg和Cr的2h-EC_(50)值分别为0.63~2.38mg/L和0.60~2.49mg/L;总体上,不同运动参数中曲线运动速度(VSL)对重金属Hg和Cr毒性具有最灵敏的响应,以VSL为响应指标获得的Hg和Cr的2h胁迫下的半抑制浓度值(2h-EC_(50)值)分别为0.63和0.60mg/L.上述结果与传统毒性试验(包括微藻72h生长抑制试验、24~48h光合抑制试验和96h鱼类死亡试验)结果均具有可比性,且毒性响应时间大大缩短,表明微藻运动性作为一种新型生物测试指标可以对海洋重金属类污染物毒性进行快速、有效评价.

关键词：运动性海洋微藻重金属海洋污染生物毒性

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基于声光可调谐滤波器的光谱成像系统

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大气与环境光学学报 2025年第1期20卷 104-113页

作者：廖捷曾议宋润泽周海金江宇常振钱园园司福祺中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

设计并搭建了一套基于声光可调谐滤波器(AOTF)的光谱成像系统,该系统主要由前置成像镜头、AOTF、中继转像物镜、CCD相机、AOTF射频驱动器以及上位机组成。系统通过对AOTF的衍射光进行波长扫描,并利用CCD相机进行光谱图像采集,最终生成... 详细信息

设计并搭建了一套基于声光可调谐滤波器(AOTF)的光谱成像系统,该系统主要由前置成像镜头、AOTF、中继转像物镜、CCD相机、AOTF射频驱动器以及上位机组成。系统通过对AOTF的衍射光进行波长扫描,并利用CCD相机进行光谱图像采集,最终生成光谱图像立方体。该系统应用于400~700nm波段范围,光谱分辨率优于1nm,无扫描机械结构,实现了图谱合一。利用此系统进行了外场成像实验,经过0级光干扰抑制方法处理后的成像结果清晰可辨。进一步利用该系统对给定浓度在3.62×1017~1.21×1019molecule/cm2之间的不同NO2样气进行了测量,使用差分吸收光谱算法对所测光谱数据进行反演处理,得到NO2样气的测量浓度,并对测量值与给定值的误差和相关性作出了分析,其误差均在20%范围内,且相关系数为0.99401,表明二者具有良好的相关性,验证了该系统应用于污染气体测量方面的可行性。

关键词：声光可调谐滤波器光谱成像系统光谱分辨率

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热解-宽带腔增强吸收光谱技术对大气总活性氮氧化物的定量研究

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分析化学 2025年第3期53卷 387-396页

作者：邵豆秦敏方武韩宝彬唐科解建业赵夏丹廖知堂任恩伯中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室中国科学技术大学皖西学院电气与光电工程学院

采用热解-宽带腔增强吸收光谱（TD-BBCEAS）技术，实现了大气中总活性氮氧化物（NOy）的在线实时测量。将NOy高效转化为二氧化氮（NO2），通过测量NO2间接获得大气中总NOy浓度。重点分析了一氧化氮（NO）滴定效率和其它NOy组分热解效率... 详细信息

采用热解-宽带腔增强吸收光谱（TD-BBCEAS）技术，实现了大气中总活性氮氧化物（NOy）的在线实时测量。将NOy高效转化为二氧化氮（NO2），通过测量NO2间接获得大气中总NOy浓度。重点分析了一氧化氮（NO）滴定效率和其它NOy组分热解效率对测量准确性的影响。通过改变流经汞灯的氧气（O2）流速改变滴定NO的O3浓度，进而评估NO的滴定转化效率。结果表明，在O2流速为6 m L/min的条件下，NO转化效率>99%。对大气NOy组分中占比较大的NO2、过氧乙酰硝酸酯（PAN）、硝酸（HNO3）以及亚硝酸（HONO）的热解效率进行测试，选择680℃作为NOy高效转化的最优热解温度。分别以NO和HONO作为典型验证气体，通过汞灯及热解装置开启及关闭模式的切换，验证了NOy的高效率转化以及TD-BBCEAS系统的测量准确性。在60 s积分时间下，系统对NOy的检出限为2.83×1010molecules/cm3（60 s,2σ）。将TD-BBCEAS系统与商用NOy分析仪进行了实际大气NOy的对比测量，两种方法的测量结果具有良好的相关性，相关系数R2=0.98，斜率为0.93，进一步验证了TD-BBCEAS系统应用于大气总NOy定量检测的可行性和准确性。

关键词：活性氮氧化物热解宽带腔增强吸收光谱

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生物质燃烧跨境传输对中国云南边境城市空气质量影响的研究

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北京大学学报(自然科学版) 2025年第2期61卷 277-289,I0001-I0004页

作者：邱飞毕丽玫刘炤寰向峰刀谞史建武赵露孙倩倩项衍张天舒昆明理工大学环境科学与工程学院昆明650500 云南省生态环境监测中心昆明650034 中国环境监测总站北京100012 合肥中科环光技术有限公司合肥230061 安徽大学物质科学与信息技术研究院合肥230039 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所合肥230031

为研究中国西南边境省份云南省空气质量在春季受外围地区生物质燃烧跨境传输的影响,针对2024年4月1—18日云南省大范围污染增长过程,以蒙自市、芒市和勐腊县3个云南省边境城市为例,利用地基颗粒物激光雷达组网观测,结合地面空气质量数... 详细信息

为研究中国西南边境省份云南省空气质量在春季受外围地区生物质燃烧跨境传输的影响,针对2024年4月1—18日云南省大范围污染增长过程,以蒙自市、芒市和勐腊县3个云南省边境城市为例,利用地基颗粒物激光雷达组网观测,结合地面空气质量数据、气象数据和MODIS卫星遥感数据,利用HYSPLIT后向轨迹模式和潜在源浓度权重轨迹分析法等多种手段,分析污染物的时空分布特征和运动轨迹,评估其对云南省空气质量的影响。结果表明,2024年4月云南省外围地区火点数量较多,在西南季风主导下,夜间至上午时段,蒙自市、芒市和勐腊县易受缅甸、泰国、老挝和越南等地生物质燃烧跨境传输的影响,滞后时间为1.5~72h,覆盖范围可达2300km。在污染增长过程期间,蒙自市空气质量主要受缅甸、老挝和越南等地污染混合层内输送影响,缅甸东部以及途经地区的污染输送导致4月6日下午蒙自市地面PM_(2.5)浓度升高约30μg/m^(3)。芒市主要受缅甸和孟加拉国等地污染贴地输送以及低空沉降影响,勐腊县主要受老挝、缅甸和泰国等地污染贴地输送以及低空沉降影响。总体来看,缅甸对云南省边境城市空气质量的影响最大。

关键词：跨境传输大气污染激光雷达生物质燃烧云南省

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