基于24析因设计的重金属胁迫蛋白核小球藻联合毒性研究

设计实验研究多种重金属胁迫藻类的联合毒性,更有利于阐明真实环境中重金属与藻类的毒性作用过程和机理。采用叶绿素荧光分析技术结合24析因设计方法研究重金属Hg2+、Cd2+、Cu2+和Zn2+胁迫蛋白核小球藻的联合毒性作用,得到主效应Hg、Cd、Cu、Zn以及交互作用Hg*Cu、Hg*Zn和Hg*Cu*Zn对蛋白核小球藻潜在最大量子效率Fv/Fm具有显著性影响（Sig.<0.05）的结论;通过多元线性回归拟合得到联合重金属浓度与藻类光合活性抑制率间的剂量-效应关系,得到模型表达式：y[%]= -22.557+19.926Hg+5.282Cu+0.015Zn+0.029Hg*Zn-0.002Hg*Cu*Zn,并对联合重金属胁迫蛋白核小球藻的机理做出解释;通过对模型进行统计学检验和实验验证,证明该模型可用于实验室条件下已知种类重金属Hg2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+胁迫蛋白核小球藻的联合毒性估计。     

激光诱导击穿谱土壤重金属污染检测方法研究

设计并建立了一套用于土壤中重金属污染元素检测的激光诱导击穿光谱(LIBS)检测系统。利用该系统对含多种重金属元素的样品以及土壤样品进行了实验与分析,检测出了Cd,Cu,Pb,Cr,Zn,Ni等重金属元素的主要分析谱线。对配制的含微量Cu、Cr元素的土壤样品进行了实验分析,检测结果达到国家土壤环境质量标准规定的三级土壤中Cu、Cr的含量要求,表明该系统可以进行土壤重金属污染的快速检测。     

基于量子点荧光淬灭技术的痕量Cu2+检测传感器研究

本文设计了一种可用于现场检测的痕量Cu2+传感器,运用自行研制的光学感知与信号处理模块实现痕量Cu2+的快速检测,达到了检测仪器的低成本、小型化的目的.实验结果表明,在Cu2+浓度50-1000nmol/L范围内传感器检测结果具有较好的线性关系,拟合后的直线方程为Y=0.11869* X+ 14.47268,线性度为0.99358,标准方差为4.63099,传感器响应时间为50秒,检测的可重复性较好,该传感器可以满足痕量Cu2+现场检测的需求.     

应用LIBS技术定量检测湖水样品中的铜

为了对湖水中的铜元素含量进行定性分析及定量检测,实验采用了激光诱导击穿光谱(LIBS)技术,进行了理论分析和实验验证。以120mJ激光能量值,1.28μs延时时间和1Hz重复频率,测定了Cu元素浓度在2～75mg/L区域内变化时324.75nm谱线的强度值。对Cu元素的特征谱线进行了定性分析;建立了Cu元素浓度与谱线强度的定标曲线,该定标曲线线性拟合相关度R2=0.99;通过检测限公式得到铜元素的检测限为7.37mg/L。采用该定标曲线对湖水中的Cu元素含量进行了定量检测,得到湖水中Cu元素浓度为10mg/L。实验表明,采用LIBS方法可对水溶液中重金属元素铜进行快速检测。     

水污染动态实时监测的便携式电子舌分析仪

论述了新型用于水污染动态实时监测的电子舌分析仪器。该仪器采用离子选择性传感器检测技术、电化学溶出伏安检测技术和光寻址电位传感器检测技术,结合计算机快速检测技术,可以同时快速检测工业和生活污水中多种重金属离子的浓度。在硬件设计上以最小系统为核心,具有配置灵活、可扩展性好等特点。在软件设计上,分模块化实现,包括数据通信、数据预处理、数据存储和控制等模块,方便移植。实验结果表明,本仪器具有良好的定量检测能力。     

水污染动态实时监测的便携式电子舌分析仪

论述了新型用于水污染动态实时监测的电子舌分析仪器.该仪器采用离子选择性传感器检测技术、电化学溶出伏安检测技术和光寻址电位传感器检测技术,结合计算机快速检测技术,可以同时快速检测工业和生活污水中多种重金属离子的浓度.在硬件设计上以最小系统为核心,具有配置灵活、可扩展性好等特点.在软件设计上,分模块化实现,包括数据通信、数据预处理、数据存储和控制等模块,方便移植.实验结果表明,本仪器具有良好的定量检测能力.     

水污染动态实时监测的便携式电子舌分析仪

论述了新型用于水污染动态实时监测的电子舌分析仪器。该仪器采用离子选择性传感器检测技术、电化学溶出伏安检测技术和光寻址电位传感器检测技术，结合计算机快速检测技术，可以同时快速检测工业和生活污水中多种重金属离子的浓度。在硬件设计上以最小系统为核心，具有配置灵活、可扩展性好等特点。在软件设计上，分模块化实现，包括数据通信、数据预处理、数据存储和控制等模块，方便移植。实验结果表明，本仪器具有良好的定量检测能力。     

基于LIBS技术的水体重金属连续在线检测方法

针对工业废水重金属原位在线监测的需求,提出了基于激光诱导击穿光谱(LIBS)技术的水体重金属连续在线检测方法。采用石墨基底蒸干的富集方式,通过研究样液富集模式、样液定量添加方式、样液蒸干富集方式等,实现了水体中重金属元素的快速自动检测,提高了检测效率和检测能力。对含有Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn重金属元素的不同质量浓度的标准溶液进行检测,分别建立了这6种元素的定标曲线,并得到了相应的检测限。多次测量光谱强度相对标准偏差分别为9.24%、10.45%、12.59%、11.58%、15.24%、6.87%,检测限分别为0.03,0.012,0.0047,0.033,0.071,0.0376mg/L。该方法为水体重金属的在线监测提供了一种有效手段。     

采用C8051F060的水质重金属在线监测仪的研制

针对目前水质重金属实验室检测方法的不足,研制了一款灵敏度高、检出限低、性能稳定的实时自动在线监测仪。该仪器以C8051F060作为下位机主控芯片实现信号发生器、恒电位仪和信号采集处理,以基于WindowsCE的ARM9作为上位机完成泵阀控制和数据处理,以稳定的BDD电极作为工作电极的三电极体系,三大部分共同构成稳定的监测系统。此监测仪在测试不同浓度重金属铅、铬、镍离子溶液时得到了良好的响应。     

在线测量Fe3+浓度的塑料光纤倏逝波传感系统

为了准确在线测量微生物燃料电池(MFC)内Fe3+的浓度,基于倏逝波原理研制了一种D形塑料光纤Fe3+浓度传感器.采用静电层层自组装技术,将含有Fe3+指示剂的材料组装在D形光纤表面,构成Fe3+敏感区.实验研究表明:传感器的灵敏度、响应时间与敏感膜的厚度和指示剂的含量有关.当Fe3+敏感膜自组装层数为20层时,传感器对含Fe3+离子溶液浓度为0.01mol· L-1的响应时间约13 min,最低检测极限达10-6 mol·L-1,表明该传感器对Fe3+离子水溶液具有良好的光学响应性能.     

Research on a fiber sensing system for metal ion detection based on SPF-PCF-SPF structure and coated LPFG

In order to provide a method for accurately detecting the concentration and types of heavy metal ions in water, a fluid ion detection system is designed. It consists of a side-polished fiber-assisted fluid structure and a long-period fiber grating (LPFG) coated with a metal chelating agent membrane. In this study, both theoretical and experimental investigations are conducted to examine the sensing characteristics of the system towards copper ion and iron ion solutions. The results demonstrate that under the premise of ensuring solution flow, the system can achieve specific identification of different types of heavy metal ions. Furthermore, it exhibits concentration sensing sensitivities of 9.23×104 mL.nm/mol and 7.13×104 mL.nm/mol for copper sulfate (CuSO4) and ferric chloride (FeCl3) solutions, respectively. Therefore, this sensing system offers the potential for real-time detection of metal ions.     

太赫兹技术用于精准农业污染检测探索研究

利用太赫兹光谱技术进行了土壤中重金属铅含量检测研究,太赫兹光谱是一种拥有多种独特性质的新型安全检测技术,前期实验结果证明该研究具有一定可行性。制备了不同浓度的含铅污染土壤样品,研究并确定了压片法制备参数,然后在首都师范大学太赫兹实验室开展了样品测量实验,获取了有效数据。分别采用偏最小二乘和区间偏最小二乘法对太赫兹全谱数据进行了建模和预测,结果表明经优化的预测结果相关系数达到0.81,证实了该方法可行。借助于该检测手段,可以得到农田的重金属铅污染分布图,然后根据污染图进行污染治理和农田土壤有效管理,从而提高农田的生产能力。为精准农业中农田重金属污染快速检测、实现农业可持续发展提供参考。     

Cu离子交换波导的制备和折射率分布的表征

用Cu离子交换技术制备了玻璃平面光波导,利用IWKB法与离子浓度计算折射率的方法结合,得到了Cu 和Cu2 相对应的折射率分布.当离子交换深度较深时,折射率变化主要是由Cu 引起,且折射率变化较小;而当深度较浅时,折射率变化则是由Cu 和Cu2 共同作用的结果,而Cu2 的对折射率变化的贡献集中在玻璃表面.通过离子浓度计算得出5 min交换时间的折射率分布呈现准梯度折射率分布形状,而随着离子交换时间的增加所制备的平面波导通过棱镜耦合无法测到波导模式,这可能是由于波导表面折射率下降所致,其机理可能是由于Cu 的外扩散和大离子直径的Cu2 在玻璃表面附近产生的应力在高温下退火被释放的共同结果.     

CO2激光液相诱导沉积金属层附着力的研究

在水溶液中,用CO2激光诱导沉积的方法在环氧树脂基材上沉积金属银,并以Ag作为活化金属层进行化学镀铜。利用电子探针和原子力显微镜对所得到的金属层进行了微观分析,结果表明,Cu金属层的附着力与Ag金属层的表面形貌、厚度及基材表面粗糙度等因素有直接的关系。     

深亚微米集成电路工艺中铜金属互联技术

本文介绍了铜互联技术在深亚微米半导体工艺中的应用,重点介绍了铜金属互联技术中的关键工艺,包括在器件中采用铜金属互联线以降低互联延迟,大马士革（Damascene）结构微细加工工艺,物理汽相淀积（PVD）技术制备铜扩散阻挡层（Barrier）和铜子晶层（Cu-seed）,铜金属层化学电镀技术（Electroplating）,对铜金属互联工艺集成方面的要点也作了一些探讨。     

基于激光背部辐照方法的小尺寸器件的单粒子效应特性

本文基于脉冲激光背部辐照试验方法,测试了小尺寸器件的单粒子翻转与闩锁特性,以克服高集成度器件日益增加的金属布线层对激光试验的影响。研究了SRAM器件存储的数据类型对器件单粒子翻转阈值与截面的影响特性。试验测试了深亚微米器件微闩锁效应的电流变化特征。建立了一种激光能量与重离子LET值对应关系的经验公式,用于评估小尺寸器件的等效激光LET值。此外,利用激光背部辐照试验方法,初步试验研究了90nmSOI工艺PowerPC微处理器的单粒子翻转特性。     

基于QCM的水果中金属离子检测方法研究

以压电石英晶体的波动方程作为理论基础,首先推导了气相条件下石英晶体微天平(QCM)传感器的相位 质量关系式。然后以猕猴桃中Cu2+检测为例,分别测量出QCM传感器对应的频率偏移量及相位偏移量,应用Sauerbrey方程和新推导的相位——质量方程,计算出猕猴桃中Cu2+的含量;最后,将这两种方法的实验结果进行分析比较并进行了相关讨论。结果表明,基于压电QCM相位检测原理的金属离子检测也是一种有效的金属离子检测方法。     

飞秒激光制备阵列孔金属微滤膜

选用不锈钢、铜和铝三种金属薄膜作为实验材料,厚度10~50μm.对不锈钢、铜和铝三种金属薄膜进行飞秒激光加工,研究了所形成的微纳米孔直径与飞秒激光加工参数的关系.结果表明,飞秒激光加工的微孔直径随单脉冲能量和脉冲数的平方根的增大而增大.不锈钢薄膜适于飞秒激光制作金属微孔膜,在25μm厚的不锈钢薄膜上制备了大面积阵列微孔,孔直径为2.5~10μm,孔间距为10~50μm.与传统烧结金属微孔过滤膜比较,飞秒激光制备阵列微孔金属膜具有膜孔尺寸均匀一致、直通孔形、膜孔尺寸和间距可控等特点,可获得较高的孔隙率,有利于提高透过水通量.     

基于省域尺度的农田土壤重金属高光谱预测

利用浙江省36个县市的643个农田耕层土样的可见-近红外反射率数据以及重金属与有机质含量数据,分析了Ni、Cu、As、Hg、Zn、Cr、Cd、Pb含量与有机质含量的相关性,对比了不同重金属元素与有机质敏感波段的位置,并建立了各重金属元素含量的偏最小二乘回归(PLSR)模型.研究结果表明,Ni、Cr与有机质的相关性最优,As最差,相关系数分别为0.54、0.59、0.20,各重金属元素与有机质的相关系数与它在前三个主成份载荷图中与有机质的距离成反比;不同的重金属元素与有机质高光谱敏感波段的重叠度、回归系数的正负一致性具有明显差异,与有机质相关性越高的元素,其重叠度也越高、正负一致性也越好;在所有8种重金属元素的PLSR预测模型中,Ni、Cr的建模与预测效果较好,RPD值分别为1.94、1.80,模型具有一般的定量预测能力,其余6种重金属元素预测模型的RPD值均在1.00和1.40之间,模型只具备区别高值和低值的预测能力.该研究结果为大尺度区域土壤重金属污染的高光谱遥感监测提供了一定的理论依据与参考.