摘要：地下水重金属污染正在严重威胁环境安全和人体健康。荧光探针检测技术因具有灵敏度高、选择性好等优势,已成为检测重金属离子浓度的常用方法之一。受限于光源和光学系统的体积与成本等因素,现有重金属荧光检测装置无法满足现场原位检测需求。本文研制了一种地下水重金属荧光原位检测装置,其光学探头以紫外发光二极管(LED)为光源,采用共聚焦光路设计,荧光收集角范围可达102°,外径不超过60 mm,实现了小型化和低成本化。同时,以商用化台式荧光分光光度计作为参照设备,搭载相同的二价汞离子(Hg^(2+))荧光探针,开展了对比性能测试。实验结果表明,本文研发的装置具有良好的稳定性和线性响应特性,相关系数R^(2)为0.989,检测限可达到1.47×10^(-9),各项性能参数不亚于台式荧光分光光度计。

摘要：鞘流技术是实现高浓度气溶胶颗粒物光学检测的关键技术之一。在空气动力学理论和国外相关研究的基础上设计了一种气体鞘流器来实现高浓度气溶胶粒子的有效测量。首先根据大型通用有限元分析软件ANSYS中的Gambit和Fluent模块对鞘流器进行仿真分析,确定了一组最佳的设计参数并依此制作了相应的鞘流器实物,仿真结果表明该鞘流器可以将样气气流直径从1mm压缩到0.34mm,有明显的压缩效果。接着提出了一种用光学尘埃粒子计数器的粒径分布误差间接分析鞘流器压缩效果的实验方案,并对比分析了在同一台粒子计数器上分别配置1.0mm普通气嘴、0.5mm普通气嘴以及鞘流气嘴三种情况下0.3μm粒子粒径的分布情况。实验结果表明,本研究设计的鞘流器能够有效降低尘埃粒子的重叠率,显著提升粒子计数器的浓度检测上限值。该结果验证了流体动力学分析的可行性,为实现高浓度气溶胶粒子的光学测量提供了重要基础。