Лазерная флуориметрия смесей сложных органических соединений в водных средах

• Автор: Гердова, Ирина Викторовна
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 105 с.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. РАЗДЕЛЕНИЕ ВКЛАДОВ КОМПОНЕНТОВ СМЕСЕЙ СЛОЖНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ПУТЕМ АНАЛИЗА ФОРМЫ ПОЛОСЫ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ
1.1. Введение
1.2. Результаты натурных исследований в прибрежных акваториях Черного моря
1.2.1. Аппаратура
1.2.2. Некоторые особенности флуоресценции проб воды из прибрежных акваторий Черного моря
1.2.3. Определение концентрации НЗ модифицированным экстрактным методом ЮНЕСКО
1.2.4. Характерные соотношения концентрации НЗ и ВГВ в прибрежных акваториях Черного моря
1.2.5. Степень стабильности формы полосы флуоресценции ВГВ в районе работ
1.3. Эксперименты с модельными пробами: определение предельно низких вкладов НЗ
1.3.1. Приготовление модельных проб
1.3.2. Изменение спектров образцов со временем после их приготовления
1.3.3. Проявление взаимодействия ВГВ и НЗ в спектрах флуоресценции их смеси в воде.
1.4. Определение вклада НЗ в полосу флуоресценции морской среды с помощью техники искусственных нейронных сетей (ИНС)
1.4.1. Решение обратных задач с помощью ИНС (краткая литературная справка)
1.4.2. Определение вклада НЗ в полосы флуоресценции модельных образцов (результаты численного моделирования)
1.4.3. Натурная апробация метода

ГЛАВА И. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОТОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ФЛУОРОФОРОВ В ДВУХФЛУОРОФОРНЫХ СИСТЕМАХ СЛОЖНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ (ТЕОРИЯ)
2.1. МОДЕЛЬ ФОТОФИЗИЧЕСКИХ процессов в органическом веществе (по литературе).
2.2. Определение фотофизических параметров флуорофоров в двухфлуорофорных
СИСТЕМАХ МЕТОДОМ КИНЕТИЧЕСКОЙ ФЛУОРИМЕТРИИ
2.2.1. Методы флуориметрии с временным разрешением (по литературе)
2.2.2. Методы флуориметрии с переменным стробированием, используемые в диагностике многокомпонентных смесей СОС (по литературе)
2.2.3. Расчет кинетических кривых (прямая задача)
2.2.5. Решение обратной задачи с помощью ИНС
2.3. Определения фотофизических параметров флуорофоров в двухфлуорофорных системах методом флуориметрии насыщения
2.3.1. Насыщение флуоресценции сложных органических соединений (по литературе)
2.3.2. Представление кривой насыщения
2.3.3. Расчет кривых насыщения (прямая задача)
2.3.5. Решение обратной задачи с помощью ИНС
ГЛАВА III. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОТОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДВУХФЛУОРОФОРНЫХ СИСТЕМ КОМПЛЕКСНЫМ МЕТОДОМ (ЭКСПЕРИМЕНТ)
3.1. Экспериментальная установка
3.1.1. Лазер
3.1.2. Многоканальный анализатор
3.1.3. Световодный кабель и устройство ввода излучения в него
3.1.4. Исследование световодного поля на выходе световода
3.1.5. Радиационная стойкость световода и наведенные потери

3.2. Обработка данных
3.2.1. Получение кинетических кривых
3.2.2. Получение кривых насыщения
3.3. Определение фотофизических параметров смеси красителей
3.3.1. Характеристика образцов
3.3.2. Определение времен жизни и флуоресцентных парциальных вкладов смеси красителей
3.3.3. Определение сечений поглощения смеси красителей
3.4. Определение фотофизических параметров гумусового вещества
3.4.1. Гипотезы строения и спектрально-люминесцентные свойства водного гумусового вещества (литературная справка)
3.4.2. Об определении количества флуорофоров в водном гумусовом веществе
3.4.3. Определение фотофизических параметров флуорофоров гумусового вещества
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

Таким образом, ошибка s в экспериментах № 2 и № 3 зависит от точности приготовления смесей и "ухода" контуров полос флуоресценции компонентов от таковых в базовых растворах к моменту снятия спектров смесей, т.е., иными словами, от "ухода" спектров от модели или, что то же, модели от реальной ситуации. Чувствительность результата к таким изменениям, а также к шумам входных данных определяется практической устойчивостью, которая обеспечивается характером обратной задачи и используемым алгоритмом ее решения.
1.4.3. Натурная апробация метода.
Натурная апробация метода определения флуоресцентного вклада НЗ с помощью ИНС осложняется, как видно из изложенных выше результатов, отсутствием достаточно достоверных данных о форме полосы флуоресценции НЗ, который содержится в данной пробе воды, отобранной в выбранной акватории. Как было установлено в п. 1.1.3., мы пока располагаем лишь довольно грубой методикой получения такой информации, основанной на сравнении спектров гексанового экстракта из данной пробы с растворами разных нефтепродуктов. В нашей работе мы не располагали сколько-нибудь представительным банком таких растворов. Более того, в нашем распоряжении в момент натурных экспериментов их было только два - дизельное топливо и легкая (Немецкая) нефть. На присутствие последней в пробах воды рассчитывать было трудно. Поэтому натурную апробацию мы выполнили на пробах, отобранных в Голубой бухте в непосредственной близости от пирса ЮО ИО РАН, где швартуются малотоннажные суда, в том числе НИС “Акванавт”, на котором выполнялись наши натурные исследования. Была довольно большая вероятность, что в пробах воды будет превалировать дизельное топливо, попавшее в воду с этих судов. Так и оказалось: гексановые экстракты нескольких проб имели явные признаки присутствия дизельного топлива, как показало сравнение с растворами (см. рис. 1.4.а, рис. 1.10). К сожалению, таких проб было немного, поэтому ни о какой статистически обеспеченной верификации метода речь не идет; эксперимент носит лишь иллюстративный характер, характер качественной апробации метода.
Итак, натурная апробация разрабатываемого флуоресцентного метода определения in situ вклада НЗ в полосу флуоресценции прибрежной морской воды выполнялась следующим образом.
Были выбраны три пробы воды, для которых форма полосы флуоресценции экстракта была достаточно близкой к форме полос раствора дизельного топлива в гексане