微量原位水质总碱度在线检测新方法研究

为实现原位水质总碱度快速准确检测的需求,融合顺序注射分析（sequential injection analysis, SIA）与连续光谱检测法,设计了一种小型微量原位水质总碱度在线快速检测仪,系统主要通过设计滴定池将SIA和连续光谱检测法应用于总碱度自动化滴定检测流程,并对连续光谱检测法判断滴定临界值的新方法进行实验研究。基于国标总碱度检测中工业循环冷却水及地表水总碱度的测定标准,设计了原位水质总碱度检测流程,并以顺序注射技术为控制滴定流程基础,在连续光谱扫描测量溶液检测过程的条件下,使用酚酞和甲基橙作为指示剂,对水质总碱度进行滴定分析。通过连续光谱扫描对酚酞碱度及甲基橙碱度滴定过程进行监测,以吸光度曲线552 nm处峰值归零作为酚酞碱度滴定临界值判断条件;以吸光度曲线峰值由465 nm偏移至504 nm处作为甲基橙碱度滴定临界值判断条件;分析通过滴加不同剂量酚酞和甲基橙指示剂所得溶液吸光度曲线得出最佳指示剂用量分别为0.01和0.04 mL。该系统利用最小二乘拟合算法建立总碱度测定的回归模型,并对检测系统及检测流程进行优化,实验结果表明,水质总碱度在0.20~25.00 mmol·L-1范围内与盐酸消耗量线性相关,工作曲线拟合系数≥0.994 2;测定总碱度重复性相对标准偏差（RSD）为0.207%~1.151%;废液量≤16 mL;最低检出限为0.03 mmol·L-1;样品加标回收率在97.2%~102.3%之间;与国标法对比实验结果无明显差别。利用连续光谱检测法判断滴定临界值的新方法对于提升水质总碱度检测仪的技术性能具有重要意义,可适用于系统网格化监控地表水、循环冷却水、养殖循环水等多种监测应用平台。     

顺序注射-连续光谱测定水质多参数方法研究

针对水质多参数监测仪器的低功耗、微型化、集成化和智能化,研制了一种基于顺序注射分析技术（SIA）和连续光谱检测方法融合的微型测定原位水质多参数检测仪,系统设计的核心在于消解池结构设计且消解池作为检测池,以及微控技术顺序注射平台的原理设计和多参数联合消解测定流程设计。对融合SIA和连续光谱水质多参数原位分析的新方法进行实验研究。设计了基于国标水质检测标准的多参数顺序注射分析检测流程,基于分光光度检测方法,在使用连续光谱扫描测量的条件下,融合顺序注射分析技术对亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮、总磷的含量进行检测。测定消解前,对硝酸盐氮、亚硝酸盐氮进行直接光谱测量,测定消解后对总氮进行光谱检测,显色反应后,对总磷进行光谱检测。在本系统下,以亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总磷和总氮原位水质参数为测定对象,基于连续光谱分析,最小二乘法建立回归模型并绘制各参数的浓度-吸光度标准工作曲线,其拟合优度（即决定系数）≥0.989 9。配制已知亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮、总磷含量的混合溶液,按照上述的多参数检测流程,利用本系统绘制出的标准工作曲线测量4个参数,实验结果表明,实验参数重复性（相对标准偏差）RSD≤3.86%,系统可稳定、高效的分析不同水样中的亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮、总磷含量。基于SIA-连续光谱融合测定原位水质多参数检测方法研究,对于提升在线水质监测仪器的技术性能具有重要作用,微型多参数水质监测仪的研制具有良好的参数扩展前景,适用于多种水质在线监测平台。     

计算机网络技术在气象通信中应用的分析

近年来,随着我国科学技术的不断发展,计算机网络技术已经被运用到了气象通信等各个领域,并取得了不错的成效,但也存在一定的安全隐患,该文将从计算机网络安全系统对气象通信的重要意义入手,对计算机网络技术在气象通信中的应用进行分析。     

多量程原位水质总磷总氮一体式在线监测仪

针对地表水和城镇污水对于总磷(TP)总氮(TN)联合测定的需求,基于国标法提出了联合测定原理,利用顺序注射技术和微控技术建立水质总磷总氮多量程在线监测系统,完成了TP和TN的测定。总磷的测定量程分为0～1.2,1.2～2.5,2.5～5μg·mL~(-1);总氮测定量程分为0～10,10～20,20～40μg·mL~(-1)。测定范围涵盖地表水环境I～V类水和城镇污水处理厂排放标准中总磷、总氮的标准限值。利用交替最小二乘拟合算法建立了总磷与总氮测定的回归模型。实验结果表明,其校正决定系数≥0.996 4,最低检出限分别为0.01μg·mL~(-1)和0.05μg·mL~(-1),重复性相对标准偏差(RSD)分别为1.36%～3.84%、0.78%～3.69%,贵州七大水库实际水样数据比对中,总磷相对误差≤±3.7838%,总氮相对误差≤±3.69%。系统运行稳定,可以精准、高效地分析不同地表水样的总磷总氮,为环境保护和污水排放提供了技术支持,尤其适用于实验室、站房式、便携式在线水质监测。     

含烃废水中硫化物生物氧化的影响因素

采用填充聚氨酯(FPUFS)载体的上流式生物氧化反应器处理含烃废水中的硫化物,考察了曝气量、水力停留时间(HRT)、进水硫化物浓度、pH值和进水石油烃浓度对硫化物生物氧化的影响。结果表明,在曝气量为300mL/min,HRT为90min,进水硫化物浓度<300mg/L,pH值为6.1～7.8的条件下,硫化物去除率在80%以上。在试验考察的石油烃浓度范围内,反应器对总有机碳(TOC)没有明显的去除效果,石油烃对硫化物去除率的影响不超过5%,但硫酸根转化率随石油烃浓度的增加显著下降。     

碘-131 SPECT平片成像伪影校正算法

碘-131单光子发射计算机断层扫描(single photon emission computed tomography, SPECT)平片成像已广泛应用于甲状腺癌的临床诊断和治疗评估中。由于碘-131发射的Gamma光子能量较高，穿透SPECT准直器隔壁的概率较大，易导致最终图像上出现放射状伪影。为解决该问题，该文提出了一种点扩展函数解卷积结合先验正则化的方法，并基于Monte Carlo模拟和临床数据对该方法进行了验证。模拟数据表明该算法具有很好的单调收敛性。当采用127×127的点扩展函数(像素大小2.2 mm×2.2mm),设置正则化参数为0.01时，模拟数据、临床点源数据和人体数据的放射状伪影区域计数值可分别降低至原始值的4%、 35%和28%,同时还可以维持背景区域较低的噪声水平。研究结果表明：该文算法可以有效解决碘-131 SPECT平片成像中的放射状伪影问题，从而提高临床诊断精度。     

基于Monte Carlo模拟的全身骨扫描SPECT专用准直器设计

单光子发射断层成像(single photon emission computed tomography, SPECT)是放射性核素骨显像的重要成像手段之一。为进一步优化临床上应用于骨显像的SPECT系统的探测灵敏度，降低骨扫描时间，提高骨扫描效率，该文在临床双探头SPECT系统的基础上，设计了高探测灵敏度的骨显像专用准直器。通过设计一系列不同的准直器参数，进行Monte Carlo仿真模拟，对不同准直器的探测灵敏度和图像分辨率进行评估，以验证准直器的几何参数与性能的关系，选出一套准直器的设计方案，并用热圆柱模型实验验证了该准直器的成像效果。结果表明：该准直器在保证图像质量的同时，能显著降低骨扫描的采集时间。