水面波动和水体湍流退化图像的复原方法

水面波动对水下图像造成的畸变和水体湍流造成的模糊等严重制约了空中对水下目标探测、水下透空目标警戒、海上搜救等的应用，实现畸变和湍流校正具有重要的意义。综述了复原水面波动和水体湍流引起的图像失真的研究进展，给出了基于幸运块(lucky patch)选择的校正、基于图像配准的校正、基于水面波形估计的校正和基于图像退化模型的校正四大类方法的特点及典型的图像复原效果，并分析了复原水面波动和水体湍流退化图像复原方法进一步深入研究的内容。     

水体总毒性在线检测仪器的研制

研制了基于电化学媒介体法的水体总毒性在线检测仪器, 通过对比水样和标样中微生物的呼吸活性差异, 实现对水体总毒性的在线监测.毒性检测的受试体微生物为原位培养微生物.电化学检测采用三电极系统, 其中铂微阵列电极、Ag/AgCl(3 mol/L KCl)电极和金丝电极分别作为工作电极、参比电极和对电极.对浓度为5.0、10.0和20.0 mg/L的模型毒物3,5-二氯苯酚(DCP)进行检测, 获得的微生物呼吸活性抑制率分别为24.4%、48.9%和59.2%.在连续在线监测过程中, 仪器能够对所有随机加入毒性物质(5.0 mg/L DCP)的水样输出毒性警报(以10%的呼吸抑制率为毒性报警临界值), 表明此仪器可以用于水体总毒性在线检测和预警.     

高效液相色谱串联质谱法测定水体中氨基脲、5-甲基吗啉-3-氨基-2-恶唑烷基酮、1-氨基乙内酰脲和3-氨基-2-唑烷基酮

建立了高效液相色谱三重四极杆串联质谱检测水体中痕量氨基脲(SEM)、5-甲基吗啉-3-氨基-2-恶唑烷基酮(AMOZ)、1-氨基乙内酰脲(AHD)和3-氨基-2-唑烷基酮(AOZ)的分析方法。水样在pH 1.5～3条件下衍生8 h,经乙酸乙酯萃取,氮吹浓缩,流动相溶解后,内标法定量。分析条件为:CAPCELLPAK C18色谱柱,以甲醇和2 mmol/L乙酸铵(含0.1%甲酸)溶液为流动相进行梯度洗脱。结果表明:AMOZ、AHD和AOZ在0.005～1μg/L范围内,SEM在0.01～1μg/L范围内呈现良好的线性关系,相关系数均大于0.9980。AMOZ、AHD和AOZ的定性检测限和定量检测限为分别为0.0025μg/L和0.005μg/L;SEM的定性检测限和定量检测限为分别为0.005μg/L和0.01μg/L。4种化合物在水体中3个不同浓度添加水平下的平均回收率为84.9%～110.4%,相对标准偏差为1.2%～7.8%。方法可用于分析环境水体中4种化合物的残留。     

固相萃取-电感耦合等离子体质谱法测定地表高盐水体中的痕量稀土元素

基于电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）建立测定地表高盐水体中痕量稀土元素的分析方法,提出UV/H₂O₂去除地表水体中有机物的新策略。地表水体中的溶解态稀土浓度极低,质量浓度在ng·L-1数量级,分析测试非常困难。当水体中总溶解性固体超过1 g·L-1时,样品直接测试会造成严重的质谱干扰,同时可能会导致雾化器、截取锥和样品锥阻塞。因此,测试高盐水体中的稀土元素需要先去除水体中的盐类。为提高测试的准确度,样品测试前通常需要对水体进行预富集以增加待测物质量浓度。但是,内陆地表水体中有机物浓度较高,在进行预富集的过程中有机物和稀土元素发生络合作用,使得溶解态稀土在富集时发生分异,对预富集工作也是一项挑战。首先在样品中加入H₂O₂,将样品放入紫外消解系统中氧化去除水体中的有机物,消解后水体中有机碳的浓度可降低至0.5 mg·L-1。然后采用NobiasPA1固相树脂对样品进行预富集,步骤如下：首先使用流速为2.2 mL·min-1的硝酸,超纯水和醋酸铵缓冲液依次分别清洗预富集系统,去除预富集系统中可能残留的稀土元素;然后用流速为2.0 mL·min-1的醋酸铵缓冲液、样品和醋酸铵缓冲液依次分别通过固相萃取柱,富集样品中的稀土元素并去除吸附在树脂柱上的盐类;最后使用流速为0.7 mL·min-1的HNO₃溶液淋洗树脂柱并收集样品。ICP-MS测试样品时,选择115In为内标校正基体效应。研究结果表明在pH 4.6±0.1的情况下,各稀土元素的检出限和空白值分别在0.34～22.0和0.34～12.9 ng·L-1之间;稀土元素检出的相对标准偏差（n=5）<5%;稀土标准溶液的加标回收率在97%～101%之间。将该方法用于渤海海水、海河河口水体和西藏雅根错水体,加入Tm作为内标,样品的加标回收率在98%～101%, 相对标准偏差（n=3）<5%。这说明该方法适用于地表高盐水体中溶解态稀土元素的定量分析。     

固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱法测定水体中4种解热镇痛类药物

近年来,环境水体中出现的药物及个人护理品污染物受到人们越来越多的关注,其中就包括解热镇痛类药物。传统的固相萃取材料对水体中解热镇痛类药物的富集效率较低。为此,开发了一种亲水亲脂型的双亲多孔吸附聚合物材料(Guochuang hydrophilic material, GCHM)。以N-乙烯基吡咯烷酮和二乙烯基苯为原料,利用乳液胶束-分步反应法成功制备出GCHM。基于自主研发的固相萃取柱,采用超高效液相色谱-串联质谱技术,建立了水体中4种解热镇痛类药物的检测方法。水样经GCHM固相萃取柱富集净化后上机检测,以0.1%(v/v)甲酸水溶液和乙腈作为流动相进行梯度洗脱,目标分析物在ACQUITY UPLC^® HSS T3色谱柱(100 mm×2.1 mm, 1.8 μm)上实现分离,在电喷雾正离子模式下进行多反应监测(MRM),内标法定量。比较Oasis HLB、Bond Elut Plexa和GCHM 3种固相萃取柱的富集效率,结果表明GCHM固相萃取柱总体效果最优。在不同pH值下比较了GCHM固相萃取柱对目标分析物的富集效果,并对基质效应进行了评估。结果表明,当pH为7时,4种目标分析物在固相萃取柱上的富集效果最好;各物质的基质效应均在82.8%~102.2%之间,表明水样经GCHM固相萃取柱净化后,基质去除明显。4种目标分析物在1~100 μg/L范围内线性关系良好,相关系数(r)均大于0.995,方法定量限(S/N=10)在1~5 ng/L之间,在3个加标水平下的回收率均在85.6%~106.4%之间,相对标准偏差(RSD)均低于5.6%。GCHM固相萃取柱成本低,效果好,适用于水体中4种解热镇痛类药物的检测,较商品化的进口固相萃取柱具有潜在的优势,值得推广应用。     

超高效液相色谱串联质谱法测定水体与底泥中孔雀石绿及隐色孔雀石绿残留

建立了水体和底泥沉积物中孔雀石绿(MG)及其代谢物隐色孔雀石绿(LMG)的超高效液相色谱串联质谱(UPLC-MS/MS)检测方法。水样直接利用MCX固相萃取柱富集和净化,底泥采用乙腈和二氯甲烷混合提取液超声提取。采用BEH C18(1.7μm,50 mm×2.1 mm)色谱柱对待测物进行分离,以0.1%甲酸/乙腈-5 mmol/L乙酸铵水溶液(含0.1%甲酸)为流动相梯度洗脱,电喷雾-多反应正离子监测模式检测,内标法定量。方法的线性范围为0.2～100μg/L,r2≥0.995。空白水体在1.0、10.0、100 ng/L 3个加标水平下的平均回收率为77%～90%,相对标准偏差(RSD)为7.2%～11.4%,检出限(LOD)和定量下限(LOQ)分别为0.2ng/L和0.4 ng/L。空白底泥样品在0.20、2.00、20.0μg/kg 3个加标水平下,平均回收率为82%～91%,RSD为6.3%～11.6%,检出限(LOD)和定量下限(LOQ)分别为0.02μg/kg和0.04μg/kg。该方法灵敏度高、选择性好,适用于实际水产养殖环境水体和底泥中MG和LMG的残留测定。     

小体积液液萃取气相色谱-质谱法测定水体中邻苯二甲酸酯

采用小体积液液萃取气相色谱-质谱(GC-MS)法测定水体中邻苯二甲酸酯,有效地避免了各种空白干扰。该法以正己烷为萃取剂,对6种目标化合物的富集倍数达8～321倍。在0.40～20.0μg/L范围内线性良好,6种邻苯二甲酸酯的检出限在0.01～0.10μg/L范围内,适用于实际水体中低浓度邻苯二甲酸酯的测定。     

具有时滞和基于比率的两种群捕食者-食饵扩散系统的周期解

本文研究了一类具有时滞和基于比率的两种群捕食者—食饵扩散系统，利用重合度理论建立了这类系统正周期解的存在性判据。     

预热型S-CO2循环生态学函数分析与优化

预热型超临界二氧化碳(Supercritical CO₂,简称S-CO₂)布雷顿循环可进一步利用高温热源余热,在燃气轮机余热回收应用领域中具有较高的发展潜力。本文以存在有限温差传热、不可逆压缩、不可逆膨胀等不可逆因素的预热型S-CO₂布雷顿循环为研究对象,考虑生态学函数为目标,首先分析了工质质量流率、压比、透平效率和压缩机效率的影响,然后在总热导率一定的条件下,以生态学函数最大目标分别对压比、质量流率、预热器、加热器、冷却器和回热器热导率分配比进行优化。结果表明：在质量流率较小时,可通过增大压比、分流系数、加热器热导率分配比的方式来提高生态学函数;在质量流率较大时,则需要适当减小压比、分流系数,增大预热器热导率分配比来提高生态学函数;经优化,循环生态学函数最大可提高150.98%。