为了提高坡耕地的秸秆还田效率, 增加土壤有机质, 探索一种适于坡耕地的基于种养结合的保护性耕作方式。 采用田间小区试验, 研究了秸秆覆盖轮耕技术（包括当季秸秆覆盖+休闲、 上季秸秆覆盖+旋耕）与常规耕作（秸秆移除后旋耕）对土壤水溶性有机碳（WSOC）荧光特征及团聚体有机碳的影响。 结果表明: 砂质暗棕壤坡耕地秸秆覆盖旋耕（SRT）、 秸秆覆盖休闲（SFT）与秸秆不还田的常规耕作（CRT）处理土壤WSOC均解析出C1, C2, C3和C4等4组荧光组分, 主要为紫外光区与可见光区类富里酸（Peak A 和Peak C）、 类胡敏酸（F）和短波类色氨酸（类蛋白B、 D峰）等成分。 秸秆覆盖旋耕处理提高了类富里酸（Peak A和Peak C）和类蛋白组分C4含量, C1和C2组分较覆盖休闲和常规耕作分别提高112.73%, 109.35%和107.77%, 66.07%, C4组分较SFT与CRT处理提高28.26%和42.31%, 差异显著, 而常规耕作处理来自于自生源腐殖质组分的胡敏酸C3含量增加, 较覆盖旋耕和覆盖休闲处理分别增加16.76%和49.74%; 0～20 cm耕层土壤团聚体有机物主要分布在<0.053 mm的矿物质结合态（MOM）中, 平均占比为63.90%, 其次为0.25～0.053 mm细颗粒态有机物（oPOM）, 占比为23.8%, 粗颗粒态有机物（>0.25 mm）中含量最低, 仅为11.2%; 与秸秆不还田比较, 坡耕地秸秆覆盖还田增加了植物来源的新鲜有机质的形成, 表现为＞0.053 mm的闭蓄态有机碳（oPOC）含量的增加, 以覆盖旋耕处理oPOC增加较大, 而秸秆不还田的CRT处理增加了MOM占比; 覆盖旋耕处理FI和HIX值增大, 土壤腐殖质积累趋势增强, 为低山丘陵区坡耕地实施秸秆覆盖还田的保护性耕作技术提供了科学依据。

翡翠为一种珍贵的玉石。 不同品级的翡翠价值差异巨大, 翡翠经充填、 染色等处理以提高外观质量, 并冒充天然翡翠。 鉴别翡翠就显得非常必要。 全面收集了市场上常见的A, B, C, 不同颜色B+C货翡翠样品, 在常规宝石学特征描述的基础上, 进行了三维荧光光谱测试。 三维荧光光谱技术是近年发展起来的一门新的荧光分析技术, 该技术在宝石学方面还未得到广泛应用。 目前主要依赖红外光谱对经充胶处理的宝石进行无损检测, 其测试结果会受到样品表面抛光程度及样品透明度的影响, 三维荧光光谱技术对样品抛光程度及透明度要求不高, 在一定程度上能避免红外光谱由于抛光程度、 透明度对测试结果的影响, 采用三维荧光光谱技术对市场上不同处理类型翡翠样品的三维荧光光谱特征进行分析, 结果显示: 除A货翡翠没有荧光反应外, B货翡翠荧光中心多集中在380 nm(λex)/440 nm(λem), 在长波紫外灯下具有中强蓝白色荧光。 C货翡翠荧光中心集中在365 nm(λex)/443 nm(λem), 在长波紫外光下呈弱紫色荧光, B+C紫色翡翠荧光中心集中在365(λex)/443 nm(λem), 长波紫外光下具有蓝紫色荧光。 B+C绿色翡翠荧光峰值主要集中在290(λex)/308 nm(λem), 短波紫外光下具有弱蓝白色荧光。 B+C黄色翡翠荧光峰值集中在335(λex)/377 nm(λem), 长波紫外光下具有弱绿色荧光。 B+C红色翡翠荧光峰值为290(λex)/308 nm(λem), 长波紫外光下具有弱绿色荧光。 在255 nm激发光源下时, 不同处理类型翡翠发光范围集中在紫-蓝区域, 发光中心波长呈B+C绿色翡翠>B货翡翠>C货翡翠, 在365 nm的激发光源下, 翡翠样品的荧光明显强于短波, 不同处理类型翡翠发光范围集中在紫-绿区域, 发光中心波长呈B+C黄色翡翠>B+C绿色翡翠>B+C紫色翡翠>C货翡翠>B货翡翠的大小关系。 三维荧光光谱有助于表征树脂, 有机染料及金属染剂, 它能快速有效鉴别不同方法处理的翡翠类型。

琥珀是一种天然有机宝石, 普遍具有荧光现象。 利用三维荧光光谱分析技术, 以缅甸琥珀为研究对象, 探讨了不同品种缅甸琥珀的荧光峰分布特征, 并初步判断了血珀荧光峰红移的原因。 结果表明, 在长波紫外光照下呈强蓝白色荧光的缅甸金珀、 棕珀, 三维荧光光谱中均含有一个荧光峰, 荧光峰范围约在λex350～400 nm/λex400～450 nm, 荧光主峰位于λex360 nm/λem425 nm, 荧光强度大。 在长波紫外光照下呈弱土黄色荧光的缅甸血珀, 三维荧光光谱中荧光峰范围约在λex420～520 nm/λem500～580 nm, 荧光峰分散呈多个小峰分布, 荧光强度小。 在氧化条件下加热金珀样品得到烤色“血珀”并对比加热前后的三维荧光光谱特征, 发现烤色“血珀”的荧光峰较加热前红移, 荧光峰范围由λex350～400 nm/λex400～450 nm红移至λem480～530 nm/λem 520～570 nm, 荧光强度极小, 与天然血珀的荧光特征一致。 结合红外吸收光谱测试, 氧化作用使血珀及烤色“血珀”分子结构中含氧基团羰基CO浓度升高, 羰基CO作为强助色基团, 浓度升高与吸收强度增加使琥珀产生红色外观; 同时作为得电子取代基, 羰基CO会取代分子结构中的H原子与具有未键合的杂原子相连, 产生n→π*1跃迁, 使血珀荧光强度减弱甚至消失, 同时荧光峰向长波长方向移动。 三维荧光光谱能够快速有效地表征缅甸琥珀的荧光现象, 为研究琥珀荧光特征与分子结构提供新依据。

湖泊溶解性有机物(DOM)组成特征对水质具有重要的影响, 研究上覆水DOM组成特征对指示湖泊富营养化现状具有重要意义。 采用荧光光谱区域体积积分分析法(FRI)定量分析洱海上覆水DOM组分时空变化, 以及DOM组分与水质因子间的关系, 对比分析不同来源入湖水体、 不同富营养化程度高原湖泊上覆水DOM组分荧光特征。 结果表明, 洱海上覆水体DOM主要以类腐殖酸为主, 其次为类富里酸, 洱海DOM总量及类腐殖酸组分中部较高, 色氨酸和络氨酸等类蛋白质DOM南部较高, 类富里酸DOM北部较高。 藻华易发期(10月)类蛋白质和类富里酸DOM较低, 类腐殖酸DOM显著增加, DOM生物源降低, DOM生物活性降低。 洱海沉积物内源释放和入湖河流主要影响上覆水中类腐殖酸DOM, 湿沉降主要增加类蛋白质DOM。 在湖泊贫营养阶段类富里酸DOM对水质影响较大, 在富营养阶段类腐殖酸DOM对水质影响较大。 随着湖泊富营养化程度的加剧, 上覆水类蛋白质和类富里酸DOM所占比例呈下降趋势, 微生物降解产物和类腐殖酸DOM所占比例呈增加趋势。 DOM荧光组分占比变化对湖泊富营养化具有指示作用。

三维荧光光谱技术与自加权交替三线性分解(SWATLD)算法相结合, 对三类农药混合溶液进行检测。 在乙腈溶剂中配制西维因、 速灭威和三唑磷不同浓度比的混合溶液为测量样品(西维因、 速灭威及三唑磷的最佳激发波长/发射波长分别为285/325, 305/345和265/305 nm), 利用荧光光谱仪获取样品的三维荧光光谱, 经过空白扣除以及激发与发射校正, 有效地去除仪器误差以及散射产生的影响, 得到样品的真实光谱。 采用基于自加权交替三线性分解算法对测得的光谱数据进行分析, 得到的三种农药的平均回收率为96.9%±1.9%, 99.8%±1.0%和100.8%±3.2%。 根据SWATLD算法预测结果, 计算三类农药的预测均方根误差(RMSEP)值为0.616×10-2, 0.539×10-2和0.374×10-2 μg·mL-1, 低于平行因子(PARAFAC)分析法预测结果的RMSEP值, 且最低检测限均在0.005~0.022 μg·mL-1范围内。 和PARAFAC算法相比较, 突出了SWATLD算法的优势, 表明该算法对光谱重叠严重的三类农药混合物有较好的分解能力。Mixtures

通过分析HyJet V磷酸酯液压油的环境(润滑油等)及干扰因素(酸度和温度等)的影响, 研究荧光法检测飞机用液压油泄漏的可行性。 利用荧光分光光度计, 获得不同酸度和温度时HyJet V磷酸酯液压油、 Jet Oil II润滑油、 2197润滑油的荧光特性, 实验结果: HyJet V磷酸酯液压油、 Jet Oil II润滑油、 2197润滑油的荧光峰分别在362, 405和456 nm。 温度对HyJet V磷酸酯液压油影响较小;Jet Oil II润滑油、 2197润滑油荧光强度随温度升高逐渐减小。 酸度增加时, HyJet V磷酸酯液压油荧光峰从370 nm渐变为362 nm, 荧光强度逐渐减小;Jet Oil II润滑油荧光峰保持405 nm不变, 荧光强度逐渐减小;2197润滑油荧光峰由456 nm处红移至523 nm, 出现双荧光峰, 直至荧光特性消失。 结果表明: 在环境及干扰因素的影响下, HyJet V磷酸酯液压油的荧光特性基本保持不变, 并且区别于Jet Oil II润滑油、 2197润滑油。 因此, 实验证明利用荧光法检测HyJet V磷酸酯液压油泄漏是可行的。

多光谱成像技术是一种结合传统的二维成像技术及光谱技术的新兴无损检测技术。本文利用有机磷农药的荧光特性, 结合多光谱成像技术和荧光激发技术, 研发了叶片农药残留快速检测的多光谱荧光成像系统。结果表明, 在190～300 nm的紫外光激励下, 配置好的有机磷农药氧乐果会在440 nm附近产生显著的荧光发射, 并且荧光发射光谱峰值与农药浓度具有良好的线性关系。滤光片可置换的多光谱成像系统研发以及实验检测结果为开发实时在线的农药残留快速无损检测系统提供了技术保障和理论依据。

基于铜离子与碳点的荧光猝灭作用, 建立了用碳点作为荧光探针来检测铜离子的新方法。该方法将碳点还原后再嫁接于海藻酸钙, 从而得到一种新型的含还原碳点的海藻酸钙薄膜荧光探针。用荧光分光光度计和紫外-可见分光光度计对探针的荧光特性以及探针与金属离子的相互作用进行了研究。研究结果表明: 改性后的荧光探针具有很高的荧光强度, 因此可以根据探针荧光强度的变化实现对铜离子的检测, 并通过乙二胺四乙酸二钠(EDTA)的作用实现对铜离子的重复检测。铜离子浓度在5×10-6～100×10-6 mol·L-1范围内与该荧光探针的荧光猝灭强度呈良好的线性关系。该方法不仅可以对铜离子检测, 更实现了对碳点的固载, 该技术有望实现荧光探针的回收再利用。

对可溶性聚{(3-丁酰基)吡咯-[2,5-二(对十四烷氧基苯甲烷)]}(PBPDTBA)的荧光特性进行了系统的研究。结果表明, 浓度一定时, PBPDTBA在二氯甲烷中具有最大的荧光量子产率0.118; 随着浓度的增加, PBPDTBA在二氯甲烷中的荧光发射峰强度出现先增强后减弱的趋势, 当浓度为0.03mg/mL时, 溶液具有最大的荧光发射峰强度; 不良溶剂的加入导致PBPDTBA的二氯甲烷溶液的荧光发射峰强度下降, 且发射峰红移; 四氯苯醌对PBPDTBA的荧光具有猝灭效应, 当四氯苯醌的含量为0.001mol/L时, PBPDTBA的二氯甲烷溶液的荧光完全消失。

为了实现对土壤中石油污染物含量的监测，保护土壤环境，采用荧光光谱测量分析方法对原油、柴油、机油3种矿物油进行了荧光特性研究。首先，理论分析了石油有机物受激发射荧光的机理；然后，利用荧光光谱仪对水和土壤中的原油、柴油、机油分别进行了荧光测量实验，考察了它们在不同浓度条件下的光谱特性。结果表明，原油、柴油、机油在水中和土壤中受紫外光激发时都能够发出很强的荧光，荧光光谱位于可见光区350~700 nm；当它们在水和土壤介质中的浓度为0.0~1.0 mg/kg时，其荧光强度与浓度均成线性关系，在水中最低检测浓度为0.005 mg/kg，在土壤中的最低检测浓度为0.010 mg/kg。实验证明了利用荧光光谱法对土壤中的石油污染物进行检测分析是可行的。