浊度干扰下硝酸盐浓度紫外导数光谱检测方法研究

硝酸盐是水中“三氮”（硝酸盐氮、氨氮、总氮）之一，是反映水体受污染程度的一项重要指标。传统 “现场采样-离线分析” 的硝酸盐化学检测方法操作繁琐、耗时长，难以满足现代水环境实时在线检测需求。由于硝酸根在紫外区具有很强的紫外吸收特性，并且紫外吸收光谱法具有简便快速、可实现实时在线监测等特点，近年来被广泛用于硝酸盐浓度的测量。但使用紫外吸收光谱法检测水体硝酸盐含量时，容易受到水体浊度影响，造成谱线非线性抬升，导致测量误差。目前对浊度补偿算法的研究大都用于水中COD含量的检测，对硝酸盐检测中浊度干扰去除研究较少。为此提出一种基于一阶导数紫外吸收光谱的硝酸盐浓度测量方法，该方法可以减小浊度干扰，从而提高紫外光谱快速检测硝酸盐含量的准确度。通过测量福尔马肼与硝酸钠标准溶液和它们混合溶液在190~300 nm波段的紫外吸收光谱并做一阶导数光谱处理，处理后的光谱采用Savitzky-Golay滤波进行去噪平滑处理，比较浊度与硝酸盐紫外吸收一阶导数光谱特征，分波段研究浊度对硝酸盐紫外一阶导数光谱影响，结果表明硝酸盐导数光谱在220~230 nm波段受浊度影响小；选取220~230 nm波段作为光谱分析区间，以30种不同浓度混合的福尔马肼与硝酸钠溶液作为训练样本，利用偏最小二乘算法建立硝酸盐定量分析模型，使用该建模模型预测剩下的6种不同浓度福尔马肼与硝酸钠混合溶液中硝酸盐的浓度，结果表明福尔马肼干扰下硝酸盐测量结果的预测决定系数（correlation coefficient，R2）为0.994 3，预测均方根误差（root mean square error of prediction，RMSEP）为0.346 9 mg·L-1。为进一步验证该方法的准确性与稳定性，使用该建模模型预测高岭土与硝酸钾配制的混合水样中硝酸盐的浓度，结果表明该方法对高岭土干扰下硝酸盐测量结果的预测决定系数r2为0.991 5，预测均方根误差RMSEP为0.362 8 mg·L-1。综上所述，提出的硝酸盐浓度紫外导数光谱检测方法，采用220~230 nm波段的紫外导数光谱数据，结合PLS建模，可以快速准确测量在浊度干扰下水体硝酸盐的浓度，为发展实际水体硝酸盐在线监测技术与设备提供方法基础。     

Landsat-8的舟山近岸海域总悬浮物遥感反演与时空变异研究

总悬浮物(TSM)是海洋水质和水环境评价的主要参数之一。舟山海域位于杭州湾边缘，泥沙含量多，总悬浮物长期处于高浓度状态，其分布与动态变化对近岸水质、水循环以及该区域的渔业、旅游业都有较大影响。Landsat-8卫星影像作为一种应用广泛、空间分辨率高、便于获取的光学信息，可以为舟山海域的TSM观测提供有力的技术手段。利用舟山近岸海域实测TSM吸收系数a_p(440)和水面光谱，开发了基于Landsat-8反演TSM的最优模型，发现基于近红外和蓝色波段比B5/B2的S-函数和线性函数模型反演精度较好，相对于线性模型，S-函数具有更强的鲁棒性，该模型形式为a_p=3.72/(0.009+e-5.249B5/B2)，克服了常用函数模型（如线性、对数、指数函数）应用于实际卫星影像时出现光谱幅度范围受限的困难。海岸带内陆复杂水体水色遥感的另一难点是大气校正，以往的研究往往只采用某种大气校正模型，但该模型不一定适合研究水域，从而使得校正结果并不一定是最优的。在本研究中，验证比较了FLAASH，6S和ACOLITE三种大气校正方法面向Landsat-8水色反演的校正结果，发现ACOLITE方法获取的光谱形状最准确，误差最小，特别在蓝色波段，明显好于FLAASH和6S方法。将最优模型应用于舟山近岸海域2013到2018年的10幅Landsat-8图像。实测数据和反演结果显示：舟山近岸海域的TSM吸收系数a_p(440)的变化范围在1.64～417.04 m-1，均值118.47 m-1，TSM吸收占水体总吸收的90%以上，该海域实测的水面光谱形状呈现典型的河口海岸带复杂浑浊水体的光谱特征，很多光谱曲线具有双峰特征，遥感反射率幅值较大，特别是红色、近红外波段，由于受河口高浓度TSM的影响，遥感反射率高于远海较清洁的海水；衢山、洋山、宁波等近岸区域的TSM浓度明显高于东极、嵊泗等远海区域，随河口羽化区呈现由高到低的梯度变化，在近岸区域分布复杂，外海区域分布较为均匀。在时间分布上具有冬季浓度远高于夏季的特点，其中12月最高，最大值为413.32 m-1，8月最低，最小值为3.69 m-1，5月、10月期间也有TSM的局部峰值。这些TSM时空变异特征表明舟山海域悬浮物的分布和变化一方面受地形、海流、潮汐、季风、台风等自然环境因素的影响，另一方面也受如海运、港口建设、海岛旅游等人类活动的较大影响。     

Influence of external load on friction coefficient of Fe-polytetrafluoroethylene

A coarse-grained molecular dynamics simulation model was developed in this study to investigate the friction process occurring between Fe and polytetrafluoroethylene(PTFE).We investigated the effect of an external load on the friction coefficient of Fe–PTFE using the molecular dynamics simulations and experimental methods.The simulation results show that the friction coefficient decreases with the external load increasing,which is in a good agreement with the experimental results.The high external load could result in a larger contact area between the Fe and PTFE layers,severer springback as a consequence of the deformed PTFE molecules,and faster motion of the PTFE molecules,thereby affecting the friction force and normal force during friction and consequently varying the friction coefficient.     

Predicting Quantum Many-Body Dynamics with Transferable Neural Net works

Advanced machine learning(ML)approaches such as transfer learning have seldom been applied to approximate quantum many-body systems.Here we demonstrate that a simple recurrent unit(SRU)based efficient and transferable sequence learning framework is capable of learning and accurately predicting the time evolution of the one-dimensional(ID)Ising model with simultaneous transverse and parallel magnetic fields,as quantitatively corroborated by relative entropy measurements between the predicted and exact state distributions.At a cost of constant computational complexity,a larger many-body state evolution is predicted in an autoregressive way from just one initial state,without any guidance or knowledge of any Hamiltonian.Our work paves the way for future applications of advanced ML methods in quantum many-body dynamics with knowledge only from a smaller system.     

Nd∶YVO4/Nd∶GdVO4双波长激光器的功率均衡实验研究

实验研究了Nd∶YVO4/Nd∶GdVO4双波长激光器在不同抽运功率条件下,通过调节热沉温度达到功率均衡时的输出特性.实验结果表明:对于Nd∶YVO4/Nd∶GdVO4双波长激光器,当提高抽运功率,需要重新降低热沉温度达到功率均衡输出,降温幅度与抽运功率增加之比为11.23℃/W.与此同时,随着抽运功率和热沉温度的变化,双波长激光器的中心波长会出现小幅度的漂移,左峰波长随抽运功率增加的蓝移速率为0.056 nm/W,右峰波长随抽运功率增加的蓝移速率为0.054 nm/W.实验还发现功率均衡条件下激光器的输出总功率随抽运功率的增加而增加,拟合斜效率为8.7%,当抽运功率为5.58 W时,输出最大总功率达到115.7 mW.     

激光束散角复合控制技术

为了降低部分相干光光学系统设计的复杂度及成本,增加部分相干光应用的便捷性,提出了一种液晶空间光调制器的激光相干度及束散角复合控制方法。首先介绍了对激光光束进行相干度和束散角复合控制的基本理论和方法;然后分别设置了相干度和束散角检测实验,检测了本方法所调制激光光束的相干度和束散角的准确性。实验结果表明,采用液晶空间光调制器生成相干度为0.9 mm、束散角为7.5 mrad,以及相干度为1.5 mm、束散角为3.8 mrad的部分相干光束,其相干度与理论值相比误差在5%以内,其相干度均方根误差分别为0.027386和0.031314,峰谷值分别为0.084658和0.089103;其束散角与理论值相比误差在5%以内,其束散角均方根误差分别为0.022478和0.023186,峰谷值分别为0.081201和0.092130。可见,该方法可以实现高精度的相干度及束散角复合控制。     

植物中27种典型药品及个人护理品多残留检测方法的建立及其在芽苗菜中迁移规律的分析

建立了一种基于超高效液相色谱-串联质谱同时检测植物体内27种典型药品及个人护理品(PPCPs)残留的分析方法,经HLB萃取小柱对植物体内PPCPs富集净化,以BEH C18色谱柱(100 mm×2.1 mm, 1.7μm)分离,以0.1%甲酸水溶液-乙腈为流动相梯度洗脱,电喷雾电离质谱正离子多反应监测(MRM)模式下分析。方法学考察表明,植物体中27种PPCPs的检出限为0.01～0.30μg/kg;定量限为0.03～0.98μg/kg;在各自的检测范围内有良好的线性关系(r²>0.99),平均回收率为80.8%～122.3%,相对标准偏差(RSD)为1.0%～9.9%。使用本方法检测生长在不同含量PPCPs培养基中的芽苗菜,结果发现在低含量PPCPs培养基中生长的芽苗菜体内检出了10种PPCPs;在中含量PPCPs培养基中生长的芽苗菜体内检出13种PPCPs;在高含量PPCPs培养基中生长的芽苗菜体内检出19种PPCPs。结果表明在有PPCPs污染的水体中生长的植物或是用含有被PPCPs污染的水源灌溉的植物会吸收并积累PPCPs,且植物对PPCPs的吸收种...     

新型合成大麻素ADB－BUTINACA在不同时间段斑马鱼体内的代谢组学分析

采用液相色谱－高分辨质谱技术对不同时间段斑马鱼体内ADB－BUTINACA的21种代谢产物进行分析。首先采用正交信号变换的偏最小二乘判别分析和层次聚类分析方法筛选出7种具有显著性差异的组间代谢物,以7种差异代谢物为特征建立Stacking集成学习模型,对4组不同时间段的斑马鱼体内样本进行分类预测。结果显示,模型预测准确率高达98%,表明筛选的潜在差异代谢物能够有效反映不同时间段原药在斑马鱼体内的变化情况;对7种潜在差异代谢物在4类样本体内的含量变化进行富集分析,结果表明差异代谢物的总体含量随着染毒时间的增加而降低,各类代谢物的含量分布由最初的不均衡趋向于均衡分布。此外,实验发现大部分差异代谢物的代谢路径与羟基化反应密切相关,推测原药在生物体内发生羟基化反应与给药时间推断方面具有一定关联性。实验结果可为药物服用时间推断等相关领域分析提供依据。     

反相高效液相色谱法测定陶瓷饰品中六价铬的溶出量

提出了柱前衍生反相高效液相色谱法测定陶瓷饰品中六价铬溶出量的方法。采用人工汗液萃取陶瓷饰品,用1,5-二苯卡巴肼与萃取液中的六价铬在酸性条件下进行衍生反应,衍生物在Waters SunFire ODS C18色谱柱上分离,以pH 2.5的10mmol·L-1磷酸二氢钾缓冲溶液和丙酮为流动相进行梯度洗脱,于波长540nm处进行测定。六价铬的质量浓度在5.0~200.0μg·L-1范围内与峰面积呈线性关系,相关系数为0.999 1,检出限(3S/N)为0.037μg·L-1。空白(实际样品)的加标回收率在97%~101%之间,测定值的相对标准偏差在1.9%~3.2%之间。     

新型3-芳基香豆素类化合物的合成及其抗肿瘤活性

以芳基乙酸和取代邻羟基苯甲醛为起始原料,经Perkin缩合和关环反应合成了16个新型的3-芳基香豆素类化合物(3a~4h),其结构经1H NMR,IR和EI-MS表征。采用MTT法测定了3和4对人鼻咽癌细胞株(KB)、人气道平滑肌细胞株(KV)、人乳腺癌细胞株(MCF-7)、人乳腺癌多药耐药细胞株(MCF-7/ADR)的细胞毒性。结果表明:部分化合物表现出较强的细胞增殖抑制活性,其中7,8-二乙酰氧基-3-(4'-甲氧基苯基)香豆素(3e)对KB细胞的活性最强(IC505.88μmol·L-1)。