示差光谱分析在作物残体腐解研究中的应用

采用示差光谱法对玉米叶片残体腐解过程进行了研究,并与常规谱进行了比较。结果表明,用示差光谱可以省去从腐解有机物中除去无机物的纯化过程,得到的红外光谱清晰可辨。     

钙盐对秸秆腐解过程及产物可溶性有机质三维荧光光谱特征的影响

秸秆是重要的有机资源，研究不同钙盐对秸秆腐解过程的影响及腐解产物性质差异，为有机物料高效利用、高质腐熟提供理论依据和技术参考。以水稻秸秆为供试物料，通过添加不同类型钙盐(不添加(CK),添加CaC₂O₄, Ca(OH)₂, CaCO₃, CaCl₂, CaSO₄和Ca(H₂PO₄)₂),进行室内秸秆腐解试验，测定不同腐解时期(30, 60和180 d)各处理秸秆的腐解速率及腐解产物化学性质变化，利用三维荧光光谱(3DEEM)技术和平行因子方法(PARAFAC)探究秸秆腐解产物可溶性有机质(DOM)的化学组成变化特征。结果表明：(1)较对照而言，CaC₂O₄, Ca(OH)₂, CaCO₃和CaSO₄处理秸秆碳的转化率中分别增加了25.6%, 44.1%, 33.6%和29.7%,在C...     

含钙添加剂处理下不同秸秆腐解产物可溶性有机质三维荧光特征变化

秸秆是优质的有机资源,研究含钙添加剂种类及添加量对不同秸秆腐解产物可溶性有机物(DOM)组成性质差异,可为秸秆高效腐熟利用提供理论依据和技术参考。以花生秸秆和水稻秸秆为供试物料,通过添加不同含钙添加剂草酸钙(CaC₂O₄)和氢氧化钙[Ca(OH)₂]及不同添加量(4%、 8%),进行秸秆腐解试验。测定腐解产物养分含量,并利用三维荧光光谱(3DEEM)技术和平行因子方法(PARAFAC)探究秸秆腐解产物DOM的化学组成变化特征。结果表明：(1)总体上,草酸钙处理的秸秆腐解物总碳含量显著大于氢氧化钙处理;高量添加剂处理的秸秆腐解产物总碳含量小于低量处理;花生秸秆腐解产物的总氮、总磷和总钾高于水稻秸秆腐解产物。(2)通过3DEEM-PARAFAC方法分析腐解产物DOM组成,共识别出类胡敏酸(C1)、类胡敏酸(C2)和类色氨酸(C3)三种荧光组分;不同添加剂类型、添加量和不同秸秆类型对腐解产物DOM荧光组分的影响较为复杂,没有明显规律,但是总体上氢氧化钙处理的秸秆腐解产物DOM的C1和C2组分比例大于草酸钙处理,而草酸钙处理的秸...     

川西平原还田秸秆腐解释放DOM的光谱特征

为掌握川西平原保护性耕作模式下还田秸秆腐解过程的光谱学特性,追溯还田秸秆对川西地区生态系统结构的影响过程,采集了该地区主要种植作物油菜、水稻的秸秆样本,利用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱(3D-EEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)三种光谱学表征手段,阐明秸秆各腐解阶段溶解性有机质(DOM)的光谱学特征,对比不同农作物秸秆快速淋溶阶段DOM(0~0.5 d)与腐解过程(0.5~90 d)的光谱学特征差异性,解析其变化机理。结果表明： 还田秸秆腐解过程中DOM的光谱学特性差异明显,伴随着芳香性物质的溶出、降解以及新生腐殖类物质的形成;由秸秆快速淋溶阶段释放DOM的E₂/E₃值最大而SUVA₂₅₄值最小可知该阶段溶出的物质芳香性和分子量相对较小;其芳香性组分的溶出主要集中在腐解前期(≤10 d),表现于该阶段E₂/E₃值逐渐减小且SUVA₂₅₄值逐渐增大,DOM中多糖峰、芳香C和酰胺峰变弱;难分解的纤维素、半纤维素和大分子蛋白质主要在腐解后期被降解;DOM中酚类、羰基类和羧酸类物质数量增加,使得DOM与有机污染物、金属离子的相互作用增强,进而调节农田土壤中污染物的迁移转化过程。本研究为川西平原秸秆还田的环境意义提供了基础数据和新证据,为该地区农业废弃物处理与资源化提供了依据。     

复合污染旱田黄土中还田秸秆动态腐解的光谱学特性

秸秆是农业生产的重要副产物,其资源化再利用一直是国内外学者关注的热点。目前,秸秆还田已成为秸秆资源化利用的主要途径之一。还田秸秆能在合适的土壤环境和土壤微生物的作用下腐烂分解,将腐殖质和矿质元素等组分释放进入土壤体系。这不仅能改变土壤固有的肥力属性,对于土壤重金属污染物的环境化学行为也将产生一定影响。实验土壤采集于西部典型黄土区,采用SEM-EDS、元素分析、FTIR和13C NMR等光谱联用技术,研究复合污染黄土中还田秸秆腐解残体的表面特性及生成胡敏酸性质差异。实验结果表明：在秸秆还田全程,秸秆腐解残体呈现出“结构致密→表面崩解→骨架破坏”的表面形貌动态变化特性,EDS检测结果揭示了腐解残体元素组成的变化行为。新生成的胡敏酸脂族性较高、芳香性较低,属于较“新鲜”和“年轻”的胡敏酸,有利于提高黄土有机质活性。秸秆腐解各阶段FTIR图谱具有很高的相似性,波峰的变化揭示了胡敏酸生成过程的复杂性。13C NMR结果说明胡敏酸芳香性逐渐降低、脂族性不断增加,证实了胡敏酸分子结构的简单化趋势。光谱联用技术对于揭示黄土区秸秆还田过程胡敏酸的性质差异是可行的。     

Mn(Ⅱ)与EHPG结合的光谱研究

在pH 7.4,0.05 mol·L-1 N-2-羟乙基哌嗪-N’-2-乙磺酸(Hepes)及室温条件下,用荧光光谱和紫外吸收差光谱进行了Mn(Ⅱ)与N,N’-乙烯-二[2-(2-羟基苯基)甘氨酸](EHPG)相互作用的研究。结果表明, Mn(Ⅱ)对EHPG荧光的猝灭为静态猝灭,Mn(Ⅱ)与EHPG形成1∶1的配合物,条件解离常数K_D为1.43×10-5。紫外吸收差光谱表明,随着Mn(Ⅱ)的不断滴加其紫外差光谱在238和291 nm处吸收峰逐渐增强。经计算配合物的ε_{238 nm}为(1.31±0.02)×104 cm-1·mol-1·L,条件解离常数K_D为(1.36±0.21)×10-5。与荧光光谱结果一致且均表明Mn(Ⅱ)与EHPG结合比较弱。     

农药丁吡吗啉与腐殖酸作用机理探讨

探讨农药丁吡吗啉与腐殖酸的作用机理, 可进一步了解农药在土壤中腐殖酸催化下降解的行为过程。将市售腐殖酸进行逐级分离,获得黄腐酸、棕腐酸和黑腐酸的固态或溶液状态,而后分别与农药丁吡吗啉进行作用,利用红外,荧光两种分析方法对其作用机理进行了解释。结果表明,三组分与丁吡吗啉之间广泛存在范德华力、次级键等弱作用力。黄腐酸与丁吡吗啉之间存在氢键和电荷转移吸附等作用力,棕腐酸与丁吡吗啉存在电荷转移吸附等作用力,黑腐酸与丁吡吗啉之间的作用力最弱,即依照黄腐酸、棕腐酸、黑腐酸三组分平均分子量依次递增的顺序,与农药丁吡吗啉之间的作用力依次降低。     

EHPG与铝(Ⅲ)结合的光谱研究

在 pH 7 4 ,0 1mol·L- 1 N 2 羟乙基哌嗪 N′ 2 乙磺酸 (Hepes)及室温条件下 ,使用紫外吸收差光谱和荧光光谱进行了铝 (Ⅲ )对N ,N′ 乙烯 二 [2 (2 羟基苯基 )苷氨酸 ](EHPG)的滴定。结果表明铝 (Ⅲ )与EH PG形成 1∶1的配合物。铝 (Ⅲ )与EHPG结合后其紫外差光谱在 2 35和 2 91nm处出现吸收峰 ;配合物在 2 35nm的摩尔吸光系数是 1 2 7× 10 4 cm- 1 ·mol- 1 ·L ;条件稳定常数是lgK =14 2 0± 0 0 3;铝 (Ⅲ )对EHPG的荧光猝灭是由于EHPG的酚羟基质子解离并与铝 (Ⅲ )配合而引起的。     

蓄冰球内固定融化问题的理论与实验研究

本文针对一种自行开发的具有较高融点的新型有机混合蓄冷工质，首先建立了描述融化过程的数学模型，并应用边界元方法给出了适用于该过程的数值解，最终得到了在不同工况下相界面和热流随时间的变化规律，为进一步优化蓄冷系统提供了理论依据；同时，在小型蓄冷实验台上进行了相应工况的实验研究，验证了理论解。     

各向异性作用下合金定向凝固界面稳定性的渐近分析

采用渐近分析方法对考虑了界面能各向异性的单相二元合金平界面定向凝固过程进行了线性稳定性分析，得到了特定条件下的零级、一级渐近解，并通过对长波段渐近解的讨论得出了适用于整个波段的色散关系.分析表明零级渐近解等效于成分过冷理论，而一级渐近解则与M-S稳定性理论一致.在稳定状态控制参数(抽拉速度和温度梯度)的选择图中，界面能各向异性增大了不稳定区域，且在高速和高温度梯度时的影响更强.     

马尾松木材褐腐降解的红外光谱研究

用傅立叶变换红外光谱(FTIR)研究了马尾松木材被茯苓褐腐菌降解过程中化学成分的变化。测量了木质素和综纤维素的相关红外吸收峰的峰高比值,用湿化学方法测定了未褐腐和不同褐腐时间木材的Klason木质素含量和综纤维素含量,分析了红外吸收峰峰高比值与Klason木质素含量和综纤维素含量的相关性。褐腐15周内,1736和1372cm-1处归属于综纤维素的吸收峰强度逐渐减弱,1510和1225cm-1处归属于木质素的吸收峰强度逐渐增强;但褐腐15周后,1736和1372cm-1处的吸收强度却开始略微增强,1510和1225cm-1处吸收强度略微下降。I1510/I1736,I1510/I1372,I1225/I1736和I1225/I1372与Klason木质素和综纤维素含量之间均存在非常好的线性相关,R2为0.96～0.99。I1736/I1510和I1372/I1510与综纤维素含量之间存在高度线性相关,R2=0.96。结果说明用红外光谱技术可以对木材褐腐过程中的综纤维素含量和Klason木质素含量进行准确分析。     

旋转非导体带电球面磁场的全空间解析解新探

求旋转非导体带电球面的磁场是一个典型的静脉场边值问题，传统的解法之一是用磁标势概念，结合边界条件解拉普拉斯方程，其过程复杂，计算冗长，本文在介绍矢势Ａ、磁化强度Ｍ和电场强度Ｅ三者关系的基础上，用类比的方法，巧妙简捷地给出了问题的全空间解析解，并进行了有意义的讨论。     

超短脉冲激光烧蚀金属靶热分布的数值解与解析解

研究了超短脉冲激光烧蚀靶材的整个过程,对描述超短脉烧蚀过程热行为的双温度方程进行了分析简化,得出了超快激光烧蚀金属材料的解析解. 以铜靶材为例,对双温度模型的数值解与解析解做了对比分析,得到了靶材温度随时间和深度的变化规律,结果显示解析解的计算结果比较好的符合了数值解的计算结果.     

边界元数值模拟CPL冷凝单管液体段的冷冻特性

本文对CPL冷凝单管液体段冷冻过程数值解发展了一个边界元方法，并进行了初步的数值模拟，冷冻前的结果与解析解是一致的，文中给出的冷冻极限可供工程部门参考．     

强非局域非线性介质中光束传输的空间光孤子解

利用1+2维Snyder-Mitchell模型讨论了柱坐标系下光束传输过程，得到了强非局域非线性介质中光束稳定传输的拉盖尔高斯型解，即空间光孤子解，并得到了入射光束稳定传输的临界功率.图示展现了几个低阶光孤子解，并发现了强非局域非线性介质中存在圆环形光孤子. 关键词： 强非局域非线性介质 拉盖尔高斯(Laguerre-Gauss)解 高阶空间光孤子     

一类两维光学格子中稳定的复合孤子

对两维光学格子中非线性薛定谔方程一类新的稳态解做了数值分析，发现其在传播过程中逐渐衰变为一种稳定的复合孤子，孤子的两分量在传播过程中不断交换能量，总能量守恒. 关键词： 稳态解 两维格子 孤子     

Ga(Ⅲ)与EHPG配合反应的光谱研究

在0.1mol/L pH 7.2,Tris-HCl缓冲溶液和室温条件下,用荧光光谱和紫外差光谱研究了Ga3 与N,N'-乙烯-二[2-(2-羟基苯基)甘氨酸](EHPG)的配合反应.结果表明:Ga3 与EHPG的配位比为1/1.随着Ga3 的不断滴加,EHPG的荧光光谱在310nm处的最大荧光峰强度逐渐降低,其紫外差光谱在240nm和293nm处的吸收峰逐渐增强.当Ga3 达到一定量时,310nm处的荧光强度、紫外光谱中240nm和293nm处的吸收峰强度不再发生变化.通过计算可得:在240nm处配合物Ga-EHPG的摩尔吸光系数为ε=5.41×103 L·mol-1·cm-1,条件稳定常数为lgKGa-EHPG=22.83.     

近红外光谱无创血糖检测中有效信号提取方法的研究

糖尿病严重危害人类健康,无创血糖检测是医患双方的期望。人体生理背景成分复杂、易变,各种组织信息混杂,导致直接测量人体的近红外光谱很难真实反映血液中血糖浓度变化信息。提出血流容积差光谱相减法,即利用血流容积一直在变而人体组织背景和血液成分含量短时间不变的事实,通过相似背景扣除,有效消除人体组织背景干扰,获得反映血液成分信息的有效光谱信号。为验证方法的有效性,自行研制相关实验系统,获得系统噪声好于20 μAU,并在波长1 250 nm处取得信噪比为20 000∶1的有效光谱信号,阐明现有条件下血流容积差光谱相减法在近红外无创血糖检验临床应用的可行性和优势。     

荧光光谱法检测蜂蜜中腐霉利农药的含量

为了实现农产品中农药残留含量快速分析,根据荧光光谱的基本原理研究了腐霉利的荧光特性,对腐霉利-蜂蜜混合体系进行了研究,分析荧光强度与蜂蜜中腐霉利含量之间的关系。采用稳态荧光光谱仪分别检测腐霉利溶液和蜂蜜溶液的荧光光谱,纯蜂蜜溶液荧光峰在342 nm,腐霉利溶液的荧光峰在390 nm,通过逐次向纯蜂蜜溶液中添加0.1 g/d L的腐霉利标准溶液,发现相对于纯蜂蜜,荧光峰位置发生红移,说明腐霉利与蜂蜜中某些物质发生了相互作用。采用Origin8.5数据分析软件对蜂蜜的荧光峰值处荧光峰强度与腐霉利含量线性拟合后,发现蜂蜜溶液中腐霉利的含量与对应的荧光强度有良好的线性关系,预测函数模型为I=188504.75x+384764.33,相关系数为0.99。经过相同实验条件下的实验验证,模型预测准确率在96.8%~100%之间。研究结果表明:荧光光谱法检测蜂蜜中腐霉利残留含量的方法是行之有效的,为其他农产品中腐霉利农药残留含量的检测提供了参考依据。     

酸度对模拟转铁蛋白小分子紫外差光谱的影响

通过观察酸度对模拟转铁蛋白小分子EHPG和HBED紫外差光谱的影响,结合脱铁伴清蛋白与金属离子、阴离子结合的光谱特性,推断脱铁伴清蛋白与金属离子的结合导致金属离子结合位点处酪氨酸酚羟基的去质子化,而与阴离子的结合导致阴离子结合位点处酪氨酸酚羟基的质子化.