荒漠土壤全磷含量热红外发射率光谱估算研究

土壤磷素为植物提供营养元素,是评价土壤质量的重要参数之一。传统的土壤全磷含量的测定方法不能实现对荒漠土壤养分有效监测,而运用遥感手段能够弥补传统手段的不足。有学者开展了通过近红外光谱来估算土壤全磷含量的研究,但由于土壤磷素近红外吸收系数小、吸收峰不明显等原因,使得土壤磷素估算的模型精度欠佳。为解决荒漠土壤全磷含量近红外光谱估算存在的不足,提高荒漠土壤全磷含量估算的精度,对准噶尔盆地东部荒漠土壤进行采样、化验分析和发射率光谱测量、处理,分析土壤热红外发射率特征,建立多种荒漠土壤全磷含量热红外发射率估算模型。结果表明:在土壤全磷含量高于0.200g·kg-1的条件下,在8.00~13μm波长范围内,热红外发射率随全磷含量的增加而增加,9.00~9.60μm波段范围内土壤热红外发射率对全磷含量最敏感;多元逐步回归建立的估算模型的估算效果差,不能用于荒漠土壤全磷含量热红外发射率的估算,经过偏最小二乘回归建立的估算模型效果优于多元逐步回归建立的模型;偏最小二乘回归建立的连续去除一阶导数模型最优,校正和验证的R2分别达到了0.97和0.82,校正和验证的RMSE仅有0.010 6和0.015 7,RPD为2.62,模型能够极好的对土壤全磷含量进行估算。该研究的成果为荒漠土壤全磷含量定量遥感估算提供有效支撑,通过有效监测荒漠土壤全磷含量的时空动态变化,为区域生态环境的修复提供依据。     

塔克拉玛干沙漠克里雅河尾闾达理雅博依绿洲地表水、地下水对植被格局的影响机制

克里雅河尾闾沙漠腹地达理雅博依天然绿洲植被格局具有显著空间异质性,2017年克里雅河上游吉音水库建成,尾闾绿洲观测与研究相对空白,科学调控需数据与理论支持.为此在国家基金委的支持下,课题组2018年沿下游沙漠河段及天然绿洲纵横断面设置可长期观测的多个植被样方、样带;布设了地表水、网格化浅层地下水、中小尺度气象站等水文气象自动观测系统.此后,拟利用系统化的观测数据在空间相关统计、三维有限差分、有限元方法支持下构建和验证地表水、浅层地下水、土壤水、植被时空关系模型.揭示地表水对天然绿洲整体景观,浅层地下水对种群组合,土壤水对植物个体生长特征不同尺度上的影响作用与机制.阐明沙漠腹地绿洲植被空间格局影响因子及其作用、过程与机制是沙漠绿洲学和绿洲保护学的重要内容.     

高温高压密闭消解-ICP-MS测定垃圾焚烧残渣中重金属及稀土元素

采用高温高压密闭消解-电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定了垃圾焚烧残渣中的Cr，Co，Ni，Cu，Zn，Zr，Cd，Ba和Pb共9种重金属元素及Sc，Y，La，Ce，Pr，Nd等16项稀土元素的含量。实验确定密闭消解罐中，以HF-HNO₃-HCl（1∶2∶1）三元混酸体系于185 ℃烘箱中12 h可完全消解垃圾焚烧残渣样品，同时对ICP-MS测试工作条件（包括雾室温度、雾化气流速、辅助气流速、冷却气体流速、采样深度等）进行了优化。采用Rh为内标元素进行信号漂移校正和基体补偿，得到25种分析元素标准曲线的线性相关系数（r）大于0.999 9，方法检出限在0.001～1.01 ng·g-1，样品分析测试的相对标准偏差（RSD）小于4.5%（n=3）。测试结果表明本次分析的垃圾焚烧残渣样品中Cr，Cu，Zn，Zr，Cd，Ba和Pb元素含量偏高，其中Pb含量高达(1 459±8) mg·kg-1，稀土元素平均总量为(199±2) mg·kg-1，整体呈下降趋势，并显示相对富集轻稀土。该方法准确可靠，适合多元素尤其是挥发性金属元素含量的准确分析，重金属及稀土元素测试结果为垃圾焚烧残渣后处理及回收有重要参考意义。     

PEDOT的固相聚合法制备及其在紫外光探测器中的应用

首先以2,5-二溴-3,4-乙撑二氧噻吩（DBEDOT）为单体，通过固相聚合法在掺杂氟的二氧化锡导电玻璃（FTO）基底表面制备聚（3,4-乙撑二氧噻吩）（PEDOT）膜，然后将其与氧化锌纳米阵列（ZnO NRs）修饰的FTO组装成有机-无机异质结紫外光探测器，并研究其紫外光探测性能。采用紫外-可见分光光谱（UV-Vis）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射光谱（XRD）等测试方法对材料进行表征。结果表明，固相聚合法制备的PEDOT能有效提升ZnO NRs基紫外光探测器的性能。器件在紫外光照射下（365 nm,0.32 mW/cm2）表现出较高响应度（15.34 mA/W）、较短响应时间（上升时间为0.159 s，下降时间为0.162 s）和较好的稳定性。