快速、 有效地识别饮用水中污染物类别对于降低突发饮用水污染事件影响十分重要。 目前基于紫外-可见光光谱法的饮用水污染物判别模型大多使用主成分分析(PCA)进行特征提取, 然而, 对于光谱相似度较高的有机污染物, 仅从数据驱动的角度提取其方差最大的方向作为特征进行识别效果往往不佳。 针对有机污染物光谱数据多重共线性以及谱峰重叠干扰的问题, 开展了基于连续投影算法(SPA)和多分类支持向量机(M-SVM)的紫外-可见光光谱饮用水有机污染物判别方法研究。 首先, 使用紫外光谱仪测量苯酚、 对苯二酚、 间苯二酚和间苯二胺的原始光谱数据并进行预处理, 在对四种污染物进行了波长与浓度的相关关系对比分析后, 发现苯酚和间苯二酚、 对苯二酚和间苯二胺的谱峰重叠较为严重； 特征提取时, 引入SPA筛选有机污染物紫外-可见光光谱数据的特征波长组合, 并对不同波长个数时的光谱吸光度进行多元线性回归分析, 选取对应最小预测标准偏差的参数及波段组合作为最优参数组合； 基于最优特征波长组合, 构建基于多分类SVM的饮用水有机污染物分类识别模型； 最后, 对比分析了全光谱、 PCA及SPA特征提取后的光谱数据在不同分类方法及不同污染物浓度下的分类效果, 进一步说明了SPA的适用性和稳定性。 实验结果表明, SPA作为一种提取光谱数据原始特征波段的方法, 可以有效的对有机污染物的紫外-可见光光谱进行特征提取, 提升不同物质之间的差异, 在一定程度上消除多重共线性和谱峰重叠干扰, 从而提高分类模型的准确率。 该方法对于解决饮用水中谱峰重叠的污染物类型判别问题具有参考价值。

为了增加电感式油液污染物检测传感器的稳定性, 提升对铁磁性和非铁磁性污染物的检测精度, 设计了一种内置磁性纳米材料的电感式油液污染物检测传感器, 螺线管线圈内部填充的磁性纳米粒子层可以提升检测区域磁场强度, 增强磁化涡流效应。模型材料制作300 μm的微通道穿过螺线管线圈和磁性纳米材料组成的传感单元, 当污染物通过传感单元时, 利用电感检测原理可以区分铁磁性和非铁磁性污染物。同时采用有无磁性纳米粒子层的两种传感器进行多组对比实验。实验结果表明, 磁性纳米粒材料的电感式油液检测传感器具有更高的检测信噪比以及更低的检测下限, 对于20~70 μm的铁磁性颗粒检测信噪比提升了20%~25%, 对于80~130 μm的非铁磁性颗粒的检测信噪比提升了16%~20%。该方法基于微流控检测技术, 具有体积小、检测信噪比高等优点, 同时为液压油污染物快速检测提供了技术支持, 对液压系统的故障诊断与寿命预测具有重要意义。

为检测透明容器内表面是否存在污染物, 建立了基于容器壁内表面反射的低相干光干涉测量系统。实验采用宽带低相干半导体激光光源和改进的迈克尔逊干涉仪。将测量臂光路对准透明容器, 并调节参考臂的光程, 使容器内表面反射光的光程与参考臂反射光的光程相等, 并出现干涉现象, 捕捉并记录此动态干涉信号。经 MATLAB软件处理并提取此信号, 根据干涉光强度的不同即可辨别透明容器内是否存在污染物。该检测法可为生物医学、食品质检等领域检测透明容器内表面污染物提供一种方便快捷的新方法。

从三聚氰胺、 “瘦肉精”、 苏丹红、 塑化剂、 地沟油到如今的“皮革奶”, 动物源性食品安全问题层出不穷, 动物养殖环节中非法添加物的使用、 高风险物质的滥用问题日益突出, 如何实现对未知添加物的筛查与确证面临严峻考验。 红外光谱, 与核磁共振谱、 质谱、 紫外光谱一样, 是进行结构分析的有力工具。 目前, 在畜产品质量安全方面, 应用傅里叶红外光谱（FTIR）对这些添加物进行分析的研究很少。 本文总结了当前FTIR物质结构分析方面的应用, 包括对已知化合物光谱特征、 分子构象、 稳定性、 同系物、 衍生物、 反应产物等的分析, 对大分子物质官能团的推断, 对未知物分子结构式的确证和对复杂生物样品的组分分析或种类辨别, 以期形成对动物养殖环节中非法添加物或高风险物质筛查的新思路, 希望建立针对动物养殖环节中可能出现的有危害性的添加物的红外光谱库、 官能团库, 在此基础上形成未知添加物的综合解析与确认技术规程, 对可能引起重大食品安全事故的添加物进行早期预警, 从而防患于未然。

大气污染物，尤其是有机挥发污染物(VOCs)，在太阳光辐射下发生光物理光化学反应，对大气环境有严重破坏作用。借助于飞秒激光抽运-探测技术和光电子成像探测技术，可以在飞秒时间尺度和分子空间尺度追踪VOCs 分子在吸收光子后发生的微观光物理光化学反应过程，深入认识其动力学过程，对大气环境的进一步保护有着重要的意义。结合近三年在该方向的研究成果，概述了研究进展，描述了为该实验搭建的双极光电子成像平台，并介绍了几个实验结果：乙苯分子电子激发态的超快光弛豫动力学；二甲苯分子第二电子激发态的超快系间蹿跃和超快内转换动力学；呋喃分子吸收光子后的超快光致异构化过程；氟利昂F-113 分子的多光子解离动力学。

提出一种基于高光谱成像技术的鸡胴体表面低可见污染物的双波段检测算法。 首先, 在所采集的高光谱数据中, 选择ROI(region of interesting)内光谱的同一性最好、 同时与边缘区域平均光谱差值最大的675 nm波段图像进行二值化处理, 利用区域生长法提取最大连通区域作为掩膜。 再将掩膜与污染物可分辨度最大的400 nm谱段图像进行“与”操作, 提取出最大面积的鸡胴体待检ROI, 最后利用标记法识别出ROI内有污染物存在的鸡胴体。 试验结果表明, 采用这种双波段算法, 不仅可以获得能够根据鸡胴体形状及位置自适应调节的最大ROI(比已有研究方法提取的ROI面积大176%以上), 而且对鸡胴体表面低可见度血液、 胆汁和粪便的正确检出率平均可达81.6%。

采用真空蒸镀法在硅片表面形成了一层具有表面增强拉曼活性的金岛膜。拉曼光谱发现该金岛膜表面存在非晶态碳的污染物。通过比较不同清洗方法的拉曼光谱可以证明, 用氧气等离子体清洗金岛膜可有效去除金表面的杂质。金岛膜的表面增强拉曼活性在清洗前后没有发生明显变化。