介绍了一种新型的、 针对污染源中特定污染气体在紫外波段的成像方法， 该方法基于朗伯比尔吸收定律， 结合紫外带通滤光片分光， 能以较高的时间分辨率和空间分辨率直观再现污染气体浓度在空间的二维分布。 以SO2气体作为研究对象， 在实验室内搭建了测量系统； 阐述了该成像技术的测量方法， 分析了该方法的线性响应， 实验结果表明该方法的线性响应良好， 响应系数R2高达0985； 探讨了该成像方法在不同成像区域内的灵敏度变化， 其差异在1%～3%； 讨论了成像方法获取柱浓度的准确性， 实验室分析结果显示误差约为1%, 准确性较高； 最后分析了该成像方法的检测限并且根据线性最小二乘拟合方法解析出目标气体SO2在样品池横截面上的二维空间分布。

利用三聚氰胺、 甲醛和苯代三聚氰胺增韧剂在碱性条件下制备了改性三聚氰胺甲醛树脂（BG-MF）， 并将其浸渍牛皮纸使用直接浸渍方法来制得层积板。 研究加入不同添加量的苯代三聚氰胺对共缩聚树脂结构、 结晶性、 力学性能、 耐燃烧、 耐沸水等性能的影响。 核磁共振氢谱图（1H-NMR）结果显示， 改性后树脂BG-MF在化学位移δ70~76处出现了尖锐的特征峰， 主要归属于苯代三聚氰胺中的苯环的氢质子峰； 红外光谱（FTIR）结果显示， BG-MF红外结果除了与三聚氰胺甲醛树脂（MF）具有相同的特征吸附峰外， 在1 557和774 cm-1出现了新的特征吸收峰， 主要归属于苯代三聚氰胺中的苯环骨架的特征吸收峰， 说明苯代三聚氰胺参与缩聚反应。 X射线衍射图谱分析说明BG加入后晶型有轻微变化， 主要是由于MF中含有N元素， 有大量的氢键产生， 进而形成不规则的部分微小晶体。 改性后树脂用于浸渍层积板的制备， DMA测试结果显示， 当BG含量达到15%时在1372 ℃储能模量为20 228 MPa， 比未改性MF树脂的峰顶储能模量17 050 MPa提高了186%， 表明改性后树脂胶接强度提高。 从拉伸实验结果可以看出， 苯代三聚氰胺含量约为15%时， 增韧效果最好。 氧指数从362升高到384， 表明苯代三聚氰胺的加入其阻燃性能有所增强。

在负载于氧化铟锡(ITO)导电玻璃上、 哑铃状纳米ZnO表面配位未饱和锌离子作为“模板”， 以苯氧基邻苯二腈作为“分子碎片”， 利用DBU液相催化法， 在亲水性纳米ZnO表面， 原位合成疏水性四苯氧基酞菁锌(ZnTPPc)。 通过多种表征手段， 分析证实了所合成的ZnTPPc分子结构、 ZnTPPc/ZnO界面及光生电荷转移特性。 在可见光下， 分别以亲水性亚甲基蓝（MB）、 疏水性苯酚（PL）及其混合液为待降解反应物， 定量分析疏水性ZnTPPc/ZnO复合材料对降解疏水性PL的光催化选择性。 结果表明： 原位合成ZnTPPc在ZnO表面呈现单分子层， 具有较好的疏水性能， ZnTPPc可优先选择性降解疏水性PL， 且在可见光光催化中对PL的相对降解效率是对MB分子的121倍。

大气颗粒物与微生物共存时的健康效应受到了越来越多的关注。 以大气颗粒物中石英与重金属铅为研究对象， 粉尘浓度为16 g·L-1， 制备载带不同浓度铅高硅质粉尘， 以人体常见菌—大肠杆菌为受试对象， 探讨载铅高硅质粉尘对大肠杆菌细胞壁膜损伤的机理。 采用噻唑蓝(MTT)测定微生物的细胞活力后发现， 与对照组相比， 大肠杆菌与载铅石英粉尘作用2 h后， 细胞活力表现出单一铅离子组大于载铅石英粉尘组， 并且呈现重金属剂量效应。 PI的摄入量测试表明， 高浓度载铅粉尘组中摄入量分别高出对照组36%与46%， 单一重金属组摄入量也有较高的增长， 而激光共聚焦显微镜观察图中， 染毒组均出现不同程度的红色荧光， 可以发现载铅石英粉尘作用后的细菌细胞壁膜通透性明显升高， 利用探针标记， 采取荧光分光光度法测定荧光强度显示胞内和溶液中活性氧逐渐增多， 载铅粉尘组（Q+Pb-2， Q+Pb-3）胞内ROS分别较对照组高出2倍和25倍， 参照前人研究， 发现溶液中ROS变化主要与重金属离子在其表面结合态数量决定。 综合分析， 活性氧在诱使细胞膜损伤过程中起到决定性作用。 红外表征中， 细胞膜表面磷酸二脂基团、 蛋白质甲基振动及酰胺带等基团与载铅石英粉尘作用后均发生明显峰位偏移， 均与载铅粉尘发生较强相互作用， 一定程度上影响细胞壁膜完整性。 综上， 重金属与粉尘共同作用使得细胞膜通透性发生变化， 细胞壁膜的完整性改变， 影响细胞活力， 最终导致细菌死亡， 活性氧及重金属等的作用导致细胞膜的损伤可能是载重金属高硅质粉尘的一种毒性作用机制。

高光谱技术已广泛运用于水质检测领域。 探讨不同指标浓度下水质光谱变化规律及其光谱特征， 能够为水质指标遥感光谱精准识别与定量提取提供理论基础。 选取琅琊山景区不同水体景观共47个典型站位进行水质指标与光谱同步测量， 提取每个检测点的7个水质指标及350~950 nm波段， 探讨不同浓度水质指标光谱特征变化规律， 分析水质指标与光谱反射率、 反射率一阶微分、 任意两波段反射率比值及差值之间的关系。 结果表明： 各水质指标光谱曲线变化趋势一致， 但各有差异， 区分度最大的波段在可见光范围； 不同盐度、 溶解性总固体、 电导率含量的水质光谱曲线变化较为接近， 含量最高的样本光谱反射率最高， 且变化最显著； 浊度含量较高的水质样本光谱反射率变化较显著， 700~950 nm波段不同浊度含量的水质样本光谱反射率区分不明显； 溶解氧浓度为4~49 mg·L-1的水质光谱反射率在350~900 nm波段内明显低于其余样本； 在350~380 nm波段范围， 光谱反射率不随叶绿素含量变化而变化， 叶绿素含量接近0的样本在400~950 nm波段低于其余样本； 不同蓝绿藻藻蓝蛋白含量的样本光谱曲线相比其余水质指标在350~730 nm波段变化较大， 交叉点较多。 此外， 水质指标与原始光谱反射率相关性较低， 光谱一阶微分、 差值指数、 比值指数与各水质指标相关性整体有所提升。 该研究可为水质高光谱遥感检测提供一定的理论基础。

表层沉积物是水体污染物的源和汇。 研究表明， 太湖地区特别是梅梁湾和东太湖表层沉积物中磷等营养元素污染严重。 采用SMT法(standards measurements and testing)和钼锑抗分光光度法对太湖18个采样点表层沉积物样品进行前处理和磷形态分析， 结合我国、 加拿大和美国标准对总磷进行污染评价。 通过拟合建立了吸附-解吸动力学特征方程， 并在不同pH、 水土比的环境条件下获得磷的吸附特性。 同时也在不同温度和pH下对磷进行解吸特征研究。 结果表明： S9采样点总磷、 无机磷、 有机磷和酸磷含量均最高， S11采样点碱磷含量最高。 对于所有采样点， 各形态磷平均值大小排序为(μg·g-1)： 无机磷(40143)>酸磷(37781)>有机磷(17537)>碱磷(2553)。 污染评价结果表明： 除S12， S14~S16及S18采样点外， 其余采样点均有不同程度的污染。 表层沉积物对磷的吸附-解吸过程均符合伪二级动力学方程。 吸附过程最佳水土比为25∶1， 且pH值对吸附和解吸有不同程度的影响。 研究结果为掌握太湖梅梁湾和东太湖区域磷的污染现状提供理论依据， 同时为研究磷在沉积物-水界面的迁移规律提供可信的实验数据。

夏威夷果含油量高， 在开缝之后容易发生变质， 现有关于夏威夷果品质鉴定的方法多为传统的破坏性检验， 很难满足无损检测的需求。 卷积神经网络（CNN）作为应用最广泛的深度学习网络模型之一， 具有比浅层学习方法更强的特征提取与模型表达能力， 在光谱数据方面的应用拥有很大潜力。 基于夏威夷果在可见-近红外的光谱特征分析， 研究用于提取夏威夷果光谱特征的卷积神经网络模型， 并提出一种高效无损鉴定夏威夷果品质的方法。 首先以三种不同品质的夏威夷果（好籽、 哈籽及霉籽）为研究对象， 分析样本在500~2 100 nm的光谱信息； 在光谱数据预处理中引入白化处理方法， 用以增强数据的相关性差异； 然后在模型训练过程中， 将样本随机分为训练集和预测集， 探讨不同CNN结构、 卷积层数、 卷积核大小及个数、 池化层类型、 全连接层神经元个数以及激活函数对分类结果的影响， 并采用激活函数ReLU和Dropout方法， 预防样本数据过少引起的过拟合现象； 最后通过分析模型分类准确率和计算效率， 确定了一个6层结构的CNN模型： 输入层—卷积层—池化层—全连接层（200神经元）—全连接层（100神经元）—输出层。 实验结果表明： 上述网络模型对校正集和预测集的分类准确率均达到100％。 因此， 改进后的卷积神经网络模型可充分学习夏威夷果的光谱特征并有效分类， 将深度学习理论与光谱分析相结合的方法能够实现对夏威夷果品质的准确鉴定， 同时为夏威夷果等坚果类食品的高效、 无损、 实时在线检测提供了新思路。

利用高光谱分析技术实现冬小麦长势的准确、 无损监测具有重要的实践意义。 基于连续两年的氮素运筹试验， 通过获取叶面积指数（LAI）、 地上干生物量（AGDB）、 地上鲜生物量（AGFB）、 植株含水量（PWC）、 叶绿素密度（CHD）和氮素积累量（ANC）六个冬小麦长势指标及冬小麦冠层高光谱， 引入主成分分析法（PCA）构建可表征冬小麦长势的综合长势指标（CGI）， 并结合偏最小二乘回归法（PLSR）构建CGI的高光谱估测模型。 结果表明， 除植株含水量外， 其他长势指标与所构建的CGI都达到极显著水平， 表明利用CGI可以表征各长势指标信息。 对比CGI和其他各长势指标的PLSR模型表现可知， CGI光谱监测模型表现最优（R2=0802， RMSE=1268， RPD=2015）， 也具有较高的预测精度和稳健度（R2=0672， RMSE=1732， RPD=1489）。 表明基于PCA方法所构建的CGI可以表征冬小麦长势， 利用PLSR方法可以实现对冬小麦长势的准确监测， 且监测效果要优于单一的冬小麦长势指标。

水溶性有机物(DOM)所在的固-液交界面是化学反应和微生物活动最活跃的部分。 DOM中存在具有氧化还原作用的含氧芳香性官能团， 使得DOM能影响有机污染物和重金属污染物迁移与转化。 堆肥物料猪粪含有丰富且有利于微生物生长的氮元素， 其DOM结构变化可能具有一定的独特性。 本研究选取8个不同阶段的猪粪堆肥样品， 提取其中的DOM， 利用紫外-可见光光谱和三维荧光光谱等现代光谱学方法， 并结合基础理化指标解析猪粪堆肥DOM的结构和组分演变特征。 在堆肥过程中可溶性有机碳和总有机碳分别降低了5888%和1630%， 说明可溶性有机碳的降解速率要高于不可溶性有机碳。 紫外-可见光光谱特征值SUVA254， SUVA280和E253/E203均随着堆肥过程呈现出逐渐增加的趋势， 表明堆肥过程DOM芳香性升高， 大分子有机质含量增大， 芳环取代基中含氧基团增多。 基于三维荧光光谱体积积分中类酪氨酸、 类色氨酸和微生物代谢产物的百分比分别从1596%， 1814%和2545%降低至553%， 1127%和1796%， 而类胡敏酸和类富里酸的百分比则分别从1767%和2277%增加至2062%和4462%， 这一方面是由于DOM中各有机质组分中类蛋白物质降解速率比类腐殖质物质快， 另一方面是由于随着堆肥进行一部分类蛋白物质会转化为类腐殖质物质。 研究结果可为调控生产稳定化、 无害化的堆肥产品提供科学依据。

叶片叶绿素能够有效监测植被的生长状况， 利用光谱指数反演植被叶绿素含量是目前的通用方法。 实测了盐生植物光谱反射率和叶片叶绿素含量。 对SPAD值进行变换， 对比Pearson与VIP方法探讨盐生植被叶片叶绿素含量与植被指数的相关性并进行精度验证， 从中选出最佳拟合模型。 研究表明， 通过对Pearson与VIP相关性分析， 最终选定VIP方法建立植被指数的叶片叶绿素估算模型， NDVI705， ARVI， CIred edge， PRI， VARI， PSRI和NPCI的VIP值均大于08， 因此选定这七个植被指数为最优植被指数； 预测结果显示， 所有模型的相关性都在07以上， 预测值与实测值相关性最好的是经过倒数变换的SPAD值， R=0816， RMSE=0007。 基于VIP方法的反演模型能较好地估算研究区植被叶绿素含量， 该方法为植物叶绿素含量诊断的实际应用提供了重要的理论依据和技术支持。

利用光谱技术监测植被水分状况是了解植被生理状况及生长趋势的重要手段之一。 选择艾比湖湿地自然保护区作为靶区。 采用聚类分析、 变量投影重要性分析(VIP)以及敏感性分析等方法， 对植被不同含水量进行分级， 并针对不同等级的植被含水量进行估算及验证。 结果表明： (1)基于聚类分析中的欧氏距离的方法将植被叶片相对含水量划分为高等、 中等、 低等三个等级， 其范围分别为7076%～8069%， 5327%～7076%， 3100%～5327%。 在中红外与远红外（1 350～2 500 nm）之间， 反射率越低植被含水量越高； 波长380～1 350 nm范围， 无此现象。 (2)应用VIP方法可知， 所选的8种植被水分指数VIP值均超过了08， 说明植被水分指数预测能力均较强且差别不显著。 其中MSI， GVMI与植被叶片相对含水量的非线性三次拟合函数效果最佳， MSI决定系数R2为06575和GVMI决定系数R2为0674 2。 植被叶片相对含水量在30%～45%范围， MSI指数的NE值最低， 在45%～90%范围时， GVMI指数的NE值最低。 NDWI1240指数的NE值在70%左右起伏较大， 说明NDWI1240 指数在植被含水量为70%左右， 预测能力较差。 (3)通过误差分析可知GVMI指数反演的结果误差最小， 不同的植被指数对不同含水量的植被估算结果相差较为明显， 因此分段估算植被含水量是有必要的。 综上所述， 利用高光谱遥感技术对监测艾比湖保护区植被生长及干旱环境提供基础研究。

为了探讨基于高光谱的苎麻品种识别和分类的方法， 在大田栽培条件下， 采集了4个不同基因型苎麻品种共927个叶片高光谱数据。 根据苎麻叶片高光谱反射曲线， 选择了2组特征参数： 基于高光谱波形峰谷反射率和位置参数（V1组）、 基于偏度和峰度参数（V2组）。 运用逐步判别的方法， 通过设置不同F值筛选不同个数的变量， 分别建立基于2组特征参数的多个Fisher线性判别函数， 并从计算量、 正确率和稳定性三方面对所建立的判别函数进行分析比较。 结论： (1)所有组合的判别函数总体平均正确率为911%， 标准差总体均值为12%； (2)综合权衡， 在所有组合中， V2组且14≥变量个数n≥8判别效果最好——计算量中等， 正确率和稳定性均高于平均值， 其中， 13个变量的Fisher判定函数平均正确率最高有942%， 标准差最低为0%； (3)若优先考虑正确率， V1组且22≥变量个数≥15正确率最高， 平均正确率最大有955%， 但计算量比较大， 稳定性中等， 标准差最低为09%。 研究表明， 利用高光谱参数结合逐步判别方法识别苎麻品种是可行的。

采用激光诱导击穿光谱对铁（Fe）合金中的钛元素（Ti）的含量进行测量。 实验中激光器在最大能量输出（50 mJ）， 延时为1 μs时光谱信号的强度值最大。 在此条件下， 分别使用传统定标法和Fe Ⅰ 43835 nm及Fe Ⅰ 42712 nm两条谱线的内标法对铁合金中的Ti进行定量分析。 内标法得到的拟合相关系数（r）分别为0997 8和0993 9， 优于传统法得到的r（0956 3）。 提出了一种双谱线平均内标法， 拟合得出r为0998 4。 同时， 在浓度为0063%～19%的范围内传统定标法测量的相对误差为237%， 内标法的相对误差为60%， 采用平均内标法后相对误差降为39%。 最后， 通过测量的Ti光谱计算了激光能量为50 mJ时所产生的等离子体温度为6 6543 K， 电子密度为1072×1022 cm-3， 并讨论了激光能量与烧蚀产生等离子体温度之间的关系。

采用电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）技术， 通过轴向、 径向、 同步垂直双向（SVDV）三个视角配置， 快速检测生活饮用水样本中的As， Ba， Mg和Ni等微量元素。 ICP-AES光谱仪在三个检测视角均能实现快速预热， 预热时间仅需2 min， 而且， ICP-AES光谱的短期稳定性和长期稳定性表现良好， 其相对标准偏差（RSD）均低于2%。 以3份商业瓶装饮用水和2份添加标准物的饮用水为检测的对象， 利用ICP-AES技术结合SVDV视角， 分别从轴向和SVDV两个视角检测As， Ba， Cr， Cu， Mn， Mo， Ni， V和Zn等元素， 利用水微量元素含量的国家标准来验证结果的准确性， 这两个视角的检测具有较高的准确度和灵敏度。 检测所得结果符合国家环境保护总局发布的饮用水微量元素限制标准， 并符合国际卫生组织的标准， 满足人类所需饮用水标准要求。

通过三维取样分析， 对江西某铀矿田下游水稻土壤铀含量进行测定， 结果表明表层土壤中铀含量介于134～1339 μg·g-1； 利用surfer软件， 对该区块土壤铀含量进行直观绘图， 绘制四组剖线铀含量变化图， 可见其与距矿山距离负相关； 经过翻耕的土壤铀含量变化受到一些干扰， 但在origin软件绘图中仍可见其在40 cm深处达到最大值， 均达到10 μg·g-1以上， 这可能与植物吸附， 核素迁移规律等有关。 经土壤综合污染指数评价， 该地区为轻度污染。 综合以上分析， 铀矿山尾矿库的废水渗漏是造成这些现象的主要原因。 其中， 铀浓度分析是建立在ICP-OES数据基础上的， 这是光谱学指导环境监测和评价的重要途径。

溶液阴极辉光放电-原子发射光谱是一种新颖的快速、 高效、 实时在线的元素分析方法， 它可用于水体金属元素的检测。 为了实现对水体中Mn元素准确和稳定的测量， 采用溶液阴极辉光放电-原子发射光谱法耦合三台不同入射狭缝和分辨率的便携光谱仪（Maya 2000 Pro）对溶液中的Mn离子进行了检测。 实验研究了光谱仪的入射狭缝和分辨率对光谱检测的影响， 发现光谱仪的入射狭缝越宽光谱强度越大， 光谱仪的分辨率越高得到光谱强度与背景强度的比值越高。 实验考察了溶液流速和放电电流对Mn发射光谱的影响， 在溶液流速为186 mL·min-1和放电电流为65 mA时获得较高信背比。 实验测试了在溶液流速为186 mL·min-1和放电电流为65 mA的优化实验条件下Mn的光谱检测稳定性， 三台便携式光谱仪测量Mn在连续一段时间内光谱强度的相对标准偏差分别为059%， 061%， 080%， 检测的稳定性较好。 同时探讨了Mn元素的分析性能参数， 获得了较低的背景标准偏差， 检出限分别为428， 651， 338 μg·L-1。 实验对标定物质中的Mn元素进行定量分析测量， 测量误差在002%~208%之间， 精密度为063%~154%， 加标回收率为97%~99%， 表明本方法具有较高的检测准确度和稳定性。 研究结果显示， 溶液阴极辉光放电-原子发射光谱法耦合便携式光谱仪可用于水体中痕量重金属元素Mn的精确检测。

快速识别煤矿突水水源类型对于矿井水害防治意义非凡。 鉴于传统水化学方法水源识别耗时较长等诸多不足， 提出了将模糊C均值聚类（FCM）算法和多维标度分析（MDS）用于激光诱导荧光光谱识别煤矿突水水源这一新思路。 由于FCM算法在光谱分析和模式识别等方面都有着成功的应用， 况且激光光谱具有时间响应快、 灵敏度高、 干扰小等优点， 通过实时采集水样的荧光光谱数据， 利用FCM和MDS对光谱数据分析后就可以辨别水样类型。 以华东地区某矿的老空水和奥灰水以及按比例混合得到水样共7种（每种水样各20个样本）为实验材料， 利用405 nm激光打入被测水体， 一共采集了140组荧光光谱数据， 随后选择合适的波长区间进行分析。 取每种水样各15组共105组光谱数据用作训练集， 其余35组光谱数据用作测试集。 使用MDS建立七种不同水样的模型， 再利用FCM算法进行聚类分析得到七种水样的簇中心， 最后使用得到的簇中心对测试集进行验证。 实验结果表明， 不同水样的光谱图有着较大差异， 选取合适的波长区间下的光谱数据， 在MDS下选择维度为2， 利用FCM算法对水样进行分类， 全部140组样本的准确率是100%。

为了提高基于等离子体原子发射光谱元素分析技术的分析速度， 在高重复频率的前提下建立了一套激光剥离—火花诱导击穿光谱元素分析系统并以铝合金为样品开展了光谱分析。 实验以低脉冲能量的声光调Q固体激光脉冲剥离样品， 并触发高压火花放电以增强等离子体辐射、 提高光谱分析灵敏度。 研究结果表明： 在高重频火花放电的作用下， 等离子体辐射的峰值强度和弛豫时间分别得到了增强和延长， 信号的时间积分强度增强因子可以达到1～2个数量级， 且更易于实现时间分辨的信号检测。 对铝合金中微量铬元素分析的检出限可达~132 ppm。 该研究验证了高重频激光剥离—火花诱导击穿光谱用于分析固体样品元素的可行性， 其技术有望在固体样品元素的快速分析中发挥一定的作用。 该光谱技术能同时兼顾扫描成像的速度、 空间分辨率和光谱分析灵敏度， 并为固体样品的二维或者三维元素分布的高分辨快速扫描成像分析提供了一种很好的技术途径。

机载激光雷达测深是近年来蓬勃发展的主动式水深测量方法， 能够快速精准地获取近岸水深和水下地形， 特别是对于浅海、 岛礁等船只无法达到的区域具有显著优势。 而机载激光雷达系统的测深能力主要受到水体浑浊度的影响。 激光测深实验中对实验区域的水体浑浊度研究将有助于实验方案的设计。 以中国海南岛沿岸海域为例， 研究了该海域水体浑浊度和机载激光雷达测深系统CZMIL(coastal zone mapping and imaging LiDAR)测深能力之间的关系， 建立了运用水体漫衰减系数估算机载激光雷达测深系统测深能力的算法。 首先分析并确定了实验区域的漫衰减系数Kd(490)反演算法； 其次， 运用该区域实测光学数据建立了漫衰减系数Kd(490)和Kd(532)之间的数值关系； 接着总结了Kd(532)和CZMIL系统最大测深值之间的关系； 最后运用MODIS数据合成了海南岛沿岸海域在CZMIL系统海道测量模式下的测深能力空间分布图， 重点分析了海口和陵水附近海域的最大可测水深分布情况。 为海南岛沿岸海域开展激光测深实验提供了参考和依据。

鉴于微区X射线衍射（micro-XRD）技术的微区、 微量、 原位、 无损等优势， 尝试将其与超景深显微法， 扫描电镜能谱（SEM-EDX）和显微激光拉曼（MLRM）技术相结合， 对汉阳陵东阙门出土的蓝紫色颜料样块进行显微观察和无损分析鉴定， 结果证实该蓝紫色颜料的成分为中国紫（BaCuSi2O6）， 并伴有黄铅矿（Pb2［SO4］O）和重晶石（BaSO4）。 中国紫这类人工合成硅酸铜钡系化合物颜料在西汉帝陵遗址中的发现， 反映了紫色在当时具有崇高的社会等级地位， 而其在东阙门的出土也进一步表示了西汉帝陵在设计、 装饰方面深受五行思想的影响。 另外黄铅矿和重晶石的发现可推测当时合成中国紫颜料时所使用的钡源是重晶石， 黄铅矿以铅盐添加物在合成中国紫时作为助熔剂和催化剂， 从化学史的角度反映了当时合成技术的成熟。

含碳微细粒金矿是世界难处理金矿主要类型， 且储量巨大， 矿石中的有机碳、 石墨碳能吸附溶液中的金氰络合物， 因而含碳金矿在浸出之前需进行预处理。 氧化焙烧是应用时间最长、 可靠性和适应性最好的预处理工艺， 已经成功的用于生产实践。 针对传统氧化焙烧法存在生产成本高， 收尘系统复杂等不足， 近年来国内外学者在焙烧工艺和设备方面进行了大量的研究工作， 取得了丰硕的研究成果， 为氧化焙烧技术的发展注入了新的活力。 但关于焙烧理论方面的研究较少， 研究方法也比较单一， 尤其是对于焙烧过程的相关理论研究比较薄弱， 这在一定程度上影响了氧化焙烧技术的发展。 焙烧时间是影响焙烧效果的关键因素， 决定化学反应进度及物相变化程度。 在不同时间条件下(焙烧温度650 ℃)， 对含碳微细粒金矿石进行焙烧-浸出试验， 首次采用X射线衍射(XRD)、 扫描电镜(SEM)、 能谱分析（EDS）和孔结构分析等手段对含碳金矿及焙砂进行分析表征， 进而揭示氧化焙烧过程中碳质物的氧化、 矿石晶体结构变化、 物相变化等对金浸出效果的影响机理。 工艺矿物学研究表明： 矿石中主要矿物有石英、 白云石、 方解石、 绢云母、 高岭石、 黄铁矿和石墨等； 矿石中自然金粒度微细， 以5～10 μm粒级为主， 部分微粒自然金被石英、 碳质组成的碎屑包裹； 碳质（有机碳和石墨碳）含量高、 粒度细， 且与脉石矿物紧密共生。 焙烧-浸出试验结果表明： 原矿直接浸出时， 金浸出率仅为1250%， 碳质的“劫金”作用显著； 随着焙烧时间的增加， 金的浸出率先逐渐增大后变化平稳， 焙烧时间为2 h时， 金浸出率最高； 当焙烧时间为1 h 时， 绢云母发生了脱羟基变化， 高岭石分解生成蒙脱石， 黄铁矿氧化为赤铁矿， 碳质（有机碳和石墨碳）氧化且产生CO2， 但未完全氧化， 此时焙砂中石英的d100和d101值以及平均孔径较小， 不利于浸出剂的扩散， 导致金浸出率仅为5809%； 当焙烧时间为15 h 时， 白云石开始分解， 碳质已完全燃烧， 产生的CO2使微孔数量增多， 有利于浸出剂的扩散， 此时金浸出率增加到7334%； 当焙烧时间为2 h时， 白云石分解较完全， 焙砂中有MgO生成， 此时焙砂中石英的d101值达到最大值（4255 03 nm）， 焙砂松散密度变大且孔容和平均孔径达到最大值， 分别为0009 954 cm3·g-1和6640 80 nm， 焙砂中产生的微孔最多， 增加了浸出剂的扩散通道， 有利于金的浸出， 金浸出率也达到了最大值（9128%）； 当焙烧时间为3 h时， 焙砂表面生成Ca2SiO4和CaSO4等在高温时易形成低熔点物质， 发生微弱的烧结现象， 导致颗粒内部的微孔被填充、 闭合， 微孔减少， 孔容和平均孔径降低， 内部结构变得致密， 不利于浸出剂的扩散， 同时造成金的浸出率下降。

近红外光谱的相对测量对实现人体血糖浓度的在体高精度检测具有重要意义。 离体检测中常用的相似背景扣除以及双光路设计等方法不适合人体的复杂背景变化， 而基于位置的参考测量方法被认为是有希望实现在体参考测量的方法之一。 因此课题组提出差动式浮动基准参考测量方法来实现在体的相对测量。 差动式浮动基准参考测量方法是一种具有普适性的参考测量方法， 在实际应用中面临着径向检测距离的确定和差动检测信号中有效信号提取的问题。 在差动式浮动基准参考测量方法的基础上， 提出了基于NAS（net analyte signal）-VIP（variable importance in projection）-SPXY（sample set partitioning based on joint X-Y distances）-PLS（partial least square）的差动浮动基准测量方法， 在离体实验中验证了该方法的可行性。 结果表明经过该方法处理后， 模型的均方根误差明显降低， 相关系数也有了一定的提高。 对该方法在人体实验中的有效性进行了研究， 结果也表明该方法处理后所建模型的精密度和准确性有了明显改善。

为了满足激光诱导等离子体分析系统（LIPS）对分光系统的分辨率， 光谱范围， 体积等多方面要求。 本文研制了一台中阶梯光栅光谱仪， 该光谱仪能同时获得所有谱段范围内的光谱信息， 令LIPS系统可实现快速在线实时分析。 并且， 该光谱仪采用可调节延迟时间的ICCD作为后端探测器， 令整个系统可根据实际实验情况选择最优延迟时间接收光谱， 提高了整个系统的信噪比。 最后， 搭建了一套激光诱导等离子体分析系统， 对研制的中阶梯光栅光谱仪在系统中的可用性进行验证。 通过对合金样品测试， 整个系统的分辨率达002 nm， 光谱范围覆盖190～600 nm。 并且研制的LIPS系统光谱重复性较好， 特征元素波长提取误差不超过001 nm， 可较准确的对样品成分进行分析。

多波长透射光谱能够反映出样品细胞大小、 形状、 内部结构和化学组分等丰富而独特的信息， 是微生物快速、 实时、 在线检测与识别的有利工具。 将多波长透射光谱技术应用于水体致病性细菌微生物的快速有效检测对控制水体细菌微生物污染及保护饮用水源水质安全具有重要的现实意义。 为了建立及发展基于多波长透射光谱技术的水体致病性细菌微生物快速有效的检测方法， 采用紫外-可见分光光度计获取了多种水体致病性细菌微生物（如： 肺炎克雷伯氏菌、 鼠伤寒沙门氏菌、 金黄色葡萄球菌和大肠杆菌）在200～900 nm波段的多波长透射光谱， 对比分析了不同细菌及同种细菌在不同浓度时的多波长透射光谱特征。 结果表明： 对于同种细菌， 当细菌浓度发生变化时， 400～900 nm波段透射光谱形状较为一致， 并且在400， 450， 500和550 nm波长处的光密度值与浓度具有很好的线性关系， 该波段由细菌体的散射起主要作用； 但在200～400 nm波段范围内， 细菌透射光谱的形状随细菌浓度的变化而变化， 在200， 258， 300和350 nm波长处的光密度值与细菌浓度分别具有很好的二次多项式关系。 根据微粒的Mie散射理论， 采用Levenberg-Marquardt非线性最小二乘方法对测得的四种细菌透射光谱进行了散射光谱和吸收光谱拟合， 并对比分析了不同细菌散射光谱特征和吸收光谱特征， 结果表明： 四种细菌散射光谱的特征峰均在245 nm波长处， 但该波长处的光密度值具有明显差异性， 这与不同细菌外部结构及内部结构细胞器的大小、 形状等不同有关； 而四种细菌吸收光谱特征峰均在260 nm波长处， 且不同细菌在240～400 nm波段内吸收光谱也具有明显差异性， 这与不同细菌细胞内的核酸、 蛋白质等化学组分含量不同有关。 该研究表明对于不同种细菌及具有不同浓度的同种细菌， 测得的多波长透射光谱及计算出的散射光谱和吸收光谱特征都具有明显的不同， 通过多波长透射光谱解析可以获得细菌多种特征参数， 多波长透射光谱可以被用于快速有效检测水体中的致病性细菌微生物。 该研究为发展水体细菌微生物快速在线监测仪提供了重要依据。

提出了一种基于烟叶近红外光谱(NIR)和烟叶电子鼻(EN)融合数据的烟叶年份判别的支持向量机分类模型。 在NIR和EN数据融合的基础上， 利用遗传算法来进行变量选择， 再建立烟叶年份判别支持向量机模型， 所得到的烟叶判别模型在训练集和独立测试集上都具有较高的准确率。 建立的烟叶判别NIR-E-SVM模型的建模准确率达到100%， 留一法准确率达到9855%， 对未知样本的预报准确率为90%。

对二维相关光谱在鱼糜品质检测中的可行性进行了分析。 利用二维相关技术结合中红外光谱技术对冻融处理后白鲢鱼糜蛋白二级结构变化进行了分析。 在冻融次数和温度双重外扰的作用下对样品进行了分析。 以冻融次数为外扰的二维相关光谱分析结果揭示了鱼糜蛋白二级结构的变化顺序： α-螺旋结构、 分子内聚集的β-折叠结构→反平行的β-折叠结构→羰基结构； 基于温度外扰的二维相关光谱分析结果表明： 冻融处理1次和2次后鱼糜蛋白二级结构变化轻微。 而冻融处理3次之后鱼糜蛋白二级结构已遭到严重破坏。 结果分析还发现： 外扰温度为45℃时， 温度对羰基的影响比大大小于冻融循环对鱼糜蛋白二级结构的影响。 以上结果说明二维相关光谱技术可以探测并直观的反应出鱼糜蛋白二级结构变化程度。 如果能将这种变化程度量化， 则可以利用该技术对鱼糜新鲜度等品质进行快速检测。

牛乳作为一种营养全面的理想食物， 已成为人们日常生活中不可或缺的一部分， 与此同时人们也越来越关注乳制品的品质， 因此快速、 灵敏的检测方法的开发和使用显得尤为重要。 基于三维荧光指纹技术， 建立了一种牛乳品质检测与评价的新方法， 该方法可以通过三维荧光特征图谱， 得到相对应的牛乳成分信息。 和常规的荧光方法相比， 三维荧光法可以提供更丰富， 更全面的物质信息。 首先根据牛乳在不同实验条件影响下荧光强度的变化及图谱的改变， 确定了最佳的预处理条件， 接着分别对牛乳抗生素残留以及受热程度的判别进行了研究。 对于兽药残留分析， 可以检测出牛乳中含量在05 mg·L-1以上的新霉素； 对于牛乳受热程度判分析， 利用三维荧光技术结合平行因子法（PARAFAC）对生鲜乳、 巴氏杀菌乳及UHT灭菌乳的定性判别， 当组分数为3时， 中心连续系数可达9763%。 因此， 三维荧光指纹技术具有快速准确的检测牛乳品质的潜力。

对采自中国南海的5个砗磲（1个现代砗磲、 4个化石砗磲）进行了两种高分辨率Sr/Ca比值分析。 电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）得到的Sr/Ca比值呈现出年周期变化， 且与海表面温度呈现负相关关系， 这表明Sr/Ca可作为良好的SST替代性指标。 ICP-OES是测试砗磲壳体Sr/Ca常用的方法， 但大量的样品需要钻样及预处理， 相当耗时。 而同步辐射X射线荧光分析(SR-XRF)可以克服这些缺点， 它只需要前期的样品制备， 并允许固态样品原位无损快速分析， 具有高空间分辨率（微米级）、 高灵敏度和多元素分析的特点。 在本研究中， 我们用SR-XRF方法测试砗磲样品化学元素的可行性。 据查阅， 目前尚未有类似的相关研究文献。 本文实验结果显示SR-XRF 数据能够揭示元素含量及其比值变化。 且SR-XRF测得的砗磲Sr/Ca比值与ICP-OES分析方法测得的Sr/Ca通过相关统计分析发现其显著性水平p值（5个砗磲样品的p值均<005）非常显著， 表明高分辨率SR-XRF测得的砗磲Sr/Ca比值在一定程度上代替ICP-OES分析方法的可能性非常大。 SR-XRF方法在砗磲重建古气候领域有很大的应用前景。

利用X射线荧光光谱检测土壤重金属砷、 锌、 铅和铬元素的含量。 通过分析仪器检出限和准确度， 得出仪器适用性良好。 然后， 利用二维相关同步光谱获得重金属元素的X射线荧光光谱能谱范围和变量数， 得出铅元素的能谱范围分别为10380~10740和12435~12900 keV，砷元素的能量范围是10380~10740和11610~11880 keV，铬元素的能量范围是5310~5520和5805~6015 keV， 锌元素的能量范围是8520~8805和9555~9630 keV， 铅、 砷、 铬和锌的变量数分别为57， 44， 30和26。 最后， 根据获得的能谱范围， 采用偏最小二乘回归方法建立重金属元素的X射线荧光光谱定量分析模型， 得出砷元素的模型性能最佳， 其次是铅、 锌和铬， 预测相关系数都高于092。 研究表明， 利用二维相关光谱获得的能谱范围有助于提高模型的预测性能和便携式X射线荧光光谱检测仪器适用于土壤重金属的原位监测。

光谱颜色复现和色度精度是评价光谱重建算法准确的基础。 简单而直观的评价指标对颜色复现控制是必不可少。 该指标需要同时表征复现颜色的光谱差和色度差。 在研究光谱匹配评估的方法基础上， 提出基于颜色视觉感知的三种光谱评估指标， 通过加权人眼视觉匹配函数， 实现颜色光谱差与色度的评估。 通过孟塞尔颜色系统的光谱数据， 该论文分析与验证三种视觉加权的评估指标的有效性。 通过孟塞尔颜色系统数据， 这些指标在CIELab均匀色空间中分布均匀而稳定， 从而证明加权算法的评估指标是既表征到颜色感知又反映出颜色的光谱相似度。 实证结果表明， 加权的指标可以实现同时表征实际人眼的颜色感知和颜色光谱差异。 基于人眼视觉感知的评估指标解决了颜色的原始光谱和重建光谱的光谱匹配精度的定量评价问题。 所提出评价指标通过一个简单而直观的数值实现对复现颜色光谱与色度评估。