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关键词： 有机酸   氧化钨   气敏传感器   李斯特菌   环境监测  

摘要： 金属氧化物半导体式气体传感器凭借其结构简单、制作成本低、稳定性好以及易集成等各类优势,在环境监测系统的运用中有着举足轻重的影响力。在众多MOS气体传感器中,WO3基气体传感器因电导率高、响应活性高、性能稳定等特点使其有巨大的发展空间。但由于众多WO3传感器存在选择性差、响应温度高等问题,致使其远远满足不了实际应用的条件。为了提高WO3基传感器的响应以及实现实时监测的目标,论文从制备气体传感元件的敏感层方面入手,通过添加有机酸改变WO3气敏材料的形貌和表面结构,优化WO3基气体传感器的性能,制作出了对应的氧化钨旁热式气敏元件。最后,结合STM32微控制系统,采用研发的新型氧化钨气敏传感器件构建环境监测装置。主要研究结果如下:⑴通过添加不同含量的丙二酸,采用水热法制备获得海胆状WO3纳米微球。在此基础上,优化添加不同有机酸来制备不同结构的WO3气敏材料。结果表明,以丙二酸为形貌调控剂制备的海胆状WO3纳米微球在工作温度200℃下对50 ppm的丙酮响应值达到70,是乙二酸和丁二酸制备的响应值的1.75和2.8倍,响应/恢复时间分别是11 s/13 s。经扫描电镜测试表征发现,与其他两种酸制备的WO3材料相比,丙二酸制备的WO3纳米微球直径更小,这致使材料具有较大的比表面积,增强了对丙酮气体的响应性能。为制造用于临床诊断和医患监测糖尿病的呼吸检测仪提供了一种新思路,让传感器在医学领域也有了发挥之地。⑵通过添加不同含量柠檬酸,经水热反应和煅烧获得了不同形貌的WO3纳米材料。其中由纳米片自组装而成的双晶相花状分级结构的氧化钨纳米花球产生的异晶结界面使得该材料对李斯特菌生物标志物二甲基三硫气体具有非常理想的响应性能。为了研究不同有机酸对WO3纳米材料形貌的影响,又以有机酸苹果酸作为结构调控剂制备WO3纳米材料,结果表明,基于柠檬酸制备的WO3纳米花球结构比基于苹果酸制备的纳米片结构对二甲基三硫的气敏响应性能更好,该传感器对50 ppm的二甲基三硫气体响应值高达190,是基于苹果酸的3.9倍,检测下限低至100 ppb。在水产养殖检测、节能环保、微生物污染、食品质量检测方面具有较深远的市场运用前景。⑶设计并搭建一款基于STM32便携式智能环境监测系统,根据监测系统的需求整个系统主要包括环境检测模块、传感器信号调理模块和数据处理模块。其中传感器信号调理模块主要针对研发的新型氧化钨气敏传感器进行电路模块设计。此环境监测系统完成了对李斯特菌生物标志物二甲基三硫气体的检测,可通过上位机实现对环境中相关数据的实时监测,并对其实际应用进行了初步探索。

关键词： 直流电阻率法   电法正演   经验模态分解   噪声抑制   环境监测  

摘要： 直流电阻率法是地球物理学的重要手段,是以介质视电阻率差异为基础,达到应用目的的方法。但在应用中,有效信号常受外界干扰引起原始数据准确度下降,常见外界干扰包括工频噪声、游散电流噪声、高斯白噪声等,对电法勘探反演结果造成不同程度的影响,特别对电法监测数据影像严重,电法监测渗漏事件规模小,异常体征微弱,异常电位变化梯度小,在存在干扰情况下较难识别。因此,进一步提升勘探信号的质量,对于环境监测准确性具有重大意义。论文电阻率法正演理论为基础,分析噪声对直流电法信号的影响,研究全波形直流电法数据的降噪的技术,达到提高信噪比的目的,具体研究内容如下:(1)研究直流电阻率法正演模型。首先,论文通过Matlab软件实现了基于有限差分法的直流电阻率法数值模拟,使用对称四极装置得出了直流电阻率法理论数值信号;最后,通过理论数据分析,验证了模型的准确性。分析各种干扰噪声对信号的影响,其中无规则的随机噪声影响最为严重。(2)研究降噪方法对不同类型噪声的降噪效果。研究了经验模态分解法(Empirical Mode Decomposition,EMD)、滑动平均法以及最小二乘法拟合相结合的去噪方法及相关原理,对含不同类型、不同强度的噪声进行了去噪处理,并通过Matlab软件编程实现。去噪后的结果与传统的算数平均和小波去噪后的结果进行对比,得出本文去噪方法的有效性和准确性。(3)实测数据分析。通过实验室实验验证了所使用仪器的可靠性。通过不供电情况下对大地纯噪声测量,添加到无噪声干扰的电阻测量信号中,使用本文去噪方法去噪,得到去噪信号与无噪声信号数值基本相符。最后,对实测直流电阻率法信号去噪处理,使得煤矿安全监测和环境监测信号更加准确可靠。

摘要： 由中国环境保护产业协会主办，中国环境保护产业协会社会化环境监测与运营服务专业委员会、中国环境保护产业协会环境监测仪器委员会、中国环境保护产业协会二噁英污染防控专业委员会承办的“第五届环境监测与服务高端论坛”于4月14日在北京召开。论坛以“守法合规服务、诚信规范运营”为主题，是2023年第二十一届中国国际环保展览会的重要同期活动。

关键词： 物联网   生态环境   污染   智慧监测  

摘要： 近年来PM2.5、雾霾、河流湖泊污染等词汇不断进入人们的视野，突显出我国生态环境环保工作的紧迫性。随着我国信息化进程的不断加快，物联网技术应用范围越发广泛，物联网技术被引入生态环境监测当中。本文对物联网技术的基本原理进行了介绍，并阐述了基于物联网技术的生态环境状况监测理念以及监测系统的架构模式，最后重点从环境污染监测、城市生态环境系统监测以及自然生态环境系统监测等三大领域，分析了基于物联网技术的生态环境监测应用情况，对实践中生态环境监测工作具有一定的指导和借鉴意义。

关键词： 荧光探针   次氯酸   环境监测   内质网应激  

摘要： 荧光成像近年来受到广泛关注，并经常用于环境检测、生物成像分析、疾病诊断和治疗等。与其他常规生物成像方式例如磁共振成像（Magneticresonanceimaging，MRI），发射型计算机断层成像术（EmissionComputedTomography，ECT），和光热成像（Photothermalimaging，PTI）相比，荧光成像技术具有操作简单、灵敏度高、成本较低、选择性好、检测限低、三维空间位阻小等优点。　　次氯酸在日常生活中主要作为消毒剂使用，通常能用于衣物服饰、饮用水、食品及餐饮设施的消毒。除此之外，次氯酸还能用于空气、供水设备、医院医用设施和手术中的消毒。同时次氯酸还是化学合成、制药和农业中的重要试剂。其错误使用以及过量残留会造成环境污染，并且由于其刺激性气味和强氧化性而对人类健康构成威胁。此外，作为一种强氧化剂，次氯酸可以在极短的时间内和参与生理活动的众多化学物质包含硫醇、硫醚、胺类、氨基酸、核苷酸、抗坏血酸和多烯酸等发生不同程度的氧化反应。次氯酸可以生成反应性相当高的其他氧化剂，例如单线态氧和羟基自由基。因此，通过选择性地检测次氯酸的异常表达，然后进一步监测活细胞、组织和生物体的状态十分有意义。　　因此在这里介绍了三个用于次氯酸检测的小分子荧光探针以及它们在环境监测和细胞成像方面的应用。　　（1）小分子荧光探针Naph-S，以萘酰亚胺为母体，甲硫基为响应位点设计而成。探针Naph-S使用了肉眼容易辨认的绿色荧光波段，通过次氯酸的强氧化性来猝灭绿色荧光。此外，并通过制备的探针Naph-S滤纸条，实现了对环境中次氯酸污染的便携监测。实验证明，用探针制备的滤纸条能够检测出不同水样中的次氯酸。　　（2）构建了一种用于细胞内异常次氯酸浓度检测的探针Naph-CN，基于ICT效应的探针Naph-CN具有接近近红外发射以及大的斯托克斯位移，高的选择性以及对pH的稳定性，最后探针成功在活细胞内进行了外源性及内源性次氯酸的检测，并监测了活细胞状态及正常功能。　　（3）设计了一种内质网靶向的探针HClO-ER，用于检测糖尿病小鼠中异常的次氯酸浓度，探针能够检测到小鼠组织中的过量次氯酸，同时证明糖尿病高糖水平下会引发细胞的内质网应激，从而分泌过多次氯酸，进一步加剧糖尿病进程。

关键词： X射线粉末衍射(XRPD)   矿物鉴别   矿物药   宝石   固体废物  

摘要： X射线粉末衍射(XRPD)是一种重要且应用广泛的材料表征技术。综述对XRPD技术的原理与鉴别依据，及其在矿物鉴定、宝石鉴别、矿物药鉴别、固体废物鉴别领域的应用进行了讨论。亦从分析复杂矿物结构，进一步提高鉴别能力的角度，展望了XRPD技术未来的研究方向，如仪器的便携化、多种表征技术的联用、以及人工智能和机器学习工具的使用。

关键词： 大气污染控制技术   课程思政体系   OBE教育理念  

摘要： 高职大气污染控制技术课程思政体系建设应基于OBE教育理念，对接除尘工、工业废气治理工、脱硫值班员等岗位需求，以立德树人育人为目标，构建“三位一体”思政目标体系。例如，采用引用人物故事式、融入历史现状式、结合案例讨论式、导入行业规范与政策法规式、联系国内外对比式、开展调查研究式等途径映射思政内容，从思政目标、课程资源、教学实施、教学效果、教学研究五个维度进行教学评价，实现“三全育人”和“三教改革”的闭环联动，达到全面协同推进课程思政建设的目的。

关键词： 二氧化锰   氧空位   催化氧化   环丙沙星   水污染控制  

摘要： 氟喹诺酮（Fluoroquinolones,FQs）是一类常见的人工合成抗菌药物，其中环丙沙星（Ciprofloxacin,CIP）因其广谱抗菌能力强、疗效好等特点，被广泛应用于人类疾病防治、畜禽和水产养殖业。然而，由于CIP的可生化性差、成分复杂以及毒性大等特点，痕量存在于水环境中的CIP就可能对人类的健康构成潜在威胁。目前，水污染控制的难点在于开发高效、合理、绿色环保且经济使用的药物污染物治理技术。高级氧化技术（AdvancedOxidationProcess,AOPs）因其原料易得、工艺简便、氧化能力强等特点，可以用于微量持久有机污染物的控制。本文针对单一晶型δ-二氧化锰（MnO2）催化效率有限的问题，通过改进的一步水热法制备了富含氧空位（Oxygenvacancies,OVs）并引入α晶型的改性MnO2（OVs-α@δ-MnO2）。其次，本文系统研究了OVs-α@δ-MnO2与过氧单硫酸盐（Peroxymonosulfate,PMS）和高碘酸盐（Periodate,PI）体系分别降解CIP的性能和机理，旨在为新型锰基非均相AOPs催化剂的设计和调控提供新的研究思路和理论基础。本研究的主要研究结果和创新点概括如下：　　采用简单的一步水热法合成了OVs-α@δ-MnO2，用多种表征手段证明了OVs和α晶型的引入，并建立PMS催化氧化体系降解CIP。OVs-α@δ-MnO2/PMS在15min内对CIP（20mg/L）的去除率接近100%，催化效率远胜于前体物δ-MnO2以及引入的α-MnO2。OVs的引入可以提升OVs-α@δ-MnO2中Mn(Ⅲ)的含量，并以此提升其结合PMS的能力，而δ晶型与α晶型的协同作用使得OVs-α@δ-MnO2的催化效果进一步提升。通过淬灭试验、电子顺磁共振（Electronparamagneticresonance,EPR）试验、N2吹脱试验以及糠醇（Furfurylalcohol,FFA）降解试验的结果，可以得知羟基自由基（?OH）、硫酸根自由基（SO4??）、超氧自由基（O2??）与单线态氧（1O2）在OVs-α@δ-MnO2/PMS体系中几乎不起作用。进一步的重铬酸钾（K2Cr2O7）淬灭试验和PMS消耗试验确定了OVs-α@δ-MnO2/PMS体系中CIP的降解是基于非自由基的电子转移机制。1mMHPO42-对CIP去除的几乎完全抑制说明CIP、PMS和OVs-α@δ-MnO2三者的电子转移过程发生在OVs-α@δ-MnO2表面，OVs-α@δ-MnO2的存在为CIP向PMS的电子转移建立了通道。基于电子转移机制的高度选择性，OVs-α@δ-MnO2能够在各种水体环境中保持高效的催化。但是，其单一的催化机制导致Mn价态在反应后大幅上升，因此其回用效果较差。不过，经过硼氢化钠（NaBH4）的处理后，OVs-α@δ-MnO2的效果可以部分回升。结合液相色谱-质谱联用（LiquidChromatographMassSpectrometer,LC-MS）结果和反应机理，可以确定CIP降解中可能存在的产物和降解路径。　　OVs-α@δ-MnO2同样应用于活化PI氧化降解CIP。仅在0.1g/LOVs-α@δ-MnO2和0.4mMPI的条件下，OVs-α@δ-MnO2/PI体系能够在15min内将20mg/LCIP几乎完全去除。CIP的去除率随着OVs-α@δ-MnO2和PI投量的升高而升高，同时随着pH的升高逐渐降低。此外，该方法在不同水体基质的存在下也能够基本保持一定的效率，如阴离子、离子强度和腐殖酸（Humicacid,HA）。在降解CIP的反应过程中，PI被不断消耗生成IO3-，而不会产生其他碘化合物，从而保证了其在水体中的安全性。通过比较不同晶型的MnO2的催化效果，可以得出引入α晶型可以增强前体δ-MnO2中Mn价态的循环能力，提高持续降解CIP的能力。一系列的电化学试验证明了OVs的引入可以改善OVs-α@δ-MnO2的电化学性质（电导率），提高OVs-α@δ-MnO2的电子传递速率，介导OVs-α@δ-MnO2/PI体系的电子转移。除了电子转移机制外，OVs-α@δ-MnO2/PI体系中还产生了碘酸根自由基（IO3?）和高碘酸根自由基（IO4?），并且IO3?在一定程度上参与了CIP的降解过程。不同于单一电子转移机制的OVs-α@δ-MnO2/PMS体系，自由基途径的存在使得OVs-α@δ-MnO2/PI体系中Mn价态产生了循环，因此其回用后的降解效率几乎不变。此外，由于自由基和电子转移机制的同时存在，OVs-α@δ-MnO2/PI体系中CIP存在着更多样的降解路径（4条）。

关键词： 无人机   摄影测量   城市规划   环境监测  

摘要： 城市规划是一项重要的社会建设工作，旨在通过合理的土地利用、建筑布局和公共设施建设等方式，为人们提供更加安全、舒适和便利的城市环境。科技不断发展和城市化进程的加速，城市规划需要更加精准和高效的数据支撑。而无人机摄影测量技术因其高精度、高效率、低成本等优势，已经成为城市规划中不可或缺的工具。本文介绍了无人机摄影测量的基本概念和技术原理，分析了无人机摄影测量在城市规划中的优势和应用场景，包括地形分析、城市规划设计、城市环境监测等，并讨论了无人机摄影测量在城市规划中存在的问题和挑战，以期为城市规划建设中无人机技术提供借鉴和参考。