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三维荧光光谱-平行因子法解析再生水补给人工湿地DOM的光谱特征 被引量：22
1
作者 靳百川 蒋梦云 +4 位作者 白文荣 刘蔚怡 蔺祖弘 孟媛 张婷婷 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1240-1245,共6页
采用三维荧光光谱技术和平行因子分析,对北方某潜流-表流复合人工湿地水体中溶解性有机质(DOM)的光谱特征、演变过程及其来源进行研究,以期为深入理解人工湿地的作用机理和污染物溯源提供科学依据。结果表明,人工湿地中各阶段的出水呈... 采用三维荧光光谱技术和平行因子分析,对北方某潜流-表流复合人工湿地水体中溶解性有机质(DOM)的光谱特征、演变过程及其来源进行研究,以期为深入理解人工湿地的作用机理和污染物溯源提供科学依据。结果表明,人工湿地中各阶段的出水呈现相似的三维荧光特性,均出现明显的类腐殖质尖峰和类蛋白峰,但强度有所不同。混凝沉淀对类蛋白和类腐殖质两种DOM的荧光强度均有一定的削减作用;潜流湿地出水的荧光图谱显示,微生物代谢副产物和类色氨酸等类蛋白峰强度明显降低,而类腐殖质峰强度无明显变化,这表明潜流湿地对再生水中的类蛋白物质具有明显的降解作用,而对类腐殖质物质降解效果较弱;相反,在表流湿地出水的荧光图谱中发现类蛋白峰和类腐殖质峰的强度均削弱,而且在表流湿地下游3 km处的强度达到最低。这一趋势归因于潜流湿地中滤料表面生物膜对DOM的生物降解以及表流湿地内部活跃的微生物活动和水生植物的根系对DOM的吸附作用。平行因子分析结果显示,该湿地水体DOM中包含5个荧光组分,分别为类富里酸组分C1(240,330/430 nm)、微生物活动相关的类腐殖质组分C2(285,330/380 nm)、类色氨酸C3(230/350 nm)、微生物代谢副产物C4(280/320 nm)和陆源类腐殖质C5(270,380/470 nm)。采用多种荧光光谱指数对湿地中DOM的来源进行解析,荧光指数和自生源指数均表明该湿地中DOM的来源以生物代谢输入为主,而陆源输入的影响较小;腐殖化因子则表明该湿地存在弱腐殖化的特征且生物来源占主导地位。斯皮尔曼相关性分析表明5个荧光组分具有同源性,而且与水中氮元素的迁移转化密切相关。 展开更多
关键词 三维荧光光谱 平行因子分析 溶解性有机质 人工湿地
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基于三维荧光光谱耦合平行因子法的菊花特征组分快速无损鉴别 被引量：1
2
作者 陈思雨 裴颍 顾海洋 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期256-262,共7页
为提高菊花特征组分的检测效率,提出一种基于三维荧光光谱(three-dimensional excitation emission matrix spectroscopy,3DEEM)耦合平行因子分析(parallel factor analysis,PARAFAC)的快速鉴别方法。以4种菊花为研究对象,在分别获取样... 为提高菊花特征组分的检测效率,提出一种基于三维荧光光谱(three-dimensional excitation emission matrix spectroscopy,3DEEM)耦合平行因子分析(parallel factor analysis,PARAFAC)的快速鉴别方法。以4种菊花为研究对象,在分别获取样品3DEEM矩阵(EEMs)后,首先通过数据预处理去除如拉曼散射和瑞利散射等干扰数据,并剔除异常值,分析光谱特征。然后,采用PARAFAC进行特征提取,通过方差解释率和残差分析法,确定菊花两种特征荧光组分为氨基酸和黄酮类化合物。最后利用支持向量机(support vector machines,SVM)和BP神经网络(back propagation neural network,BPNN)对特征变量进行分析,建立菊花快速无损鉴别模型。SVM和BPNN训练集结果分别为100%、95.93%,测试集结果分别为94.50%、89.61%。结果表明,3DEEM-PARAFAC结合SVM可以实现对菊花特征组分的定性定量分析,能够对菊花进行快速鉴别。 展开更多
关键词 菊花 三维荧光光谱 特征组分鉴别 平行因子分析 支持向量机 BP神经网络
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基于三维荧光光谱与平行因子的混合有机农药检测分析 被引量：1
3
作者 王晓燕 蒋喆臻 +4 位作者 季仁东 卞海溢 何莹 陈旭 徐春祥 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3082-3089,共8页
荧光光谱法作为一种快速、准确和非破坏性的检测方法,已广泛应用于农药残留的检测分析中。应用三维荧光光谱方法结合平行因子算法(PARAFAC)对混合有机农药进行定性定量分析。首先配制不同浓度的多杀菌素-高效氟氯氰菊酯、多杀菌素-宁南... 荧光光谱法作为一种快速、准确和非破坏性的检测方法,已广泛应用于农药残留的检测分析中。应用三维荧光光谱方法结合平行因子算法(PARAFAC)对混合有机农药进行定性定量分析。首先配制不同浓度的多杀菌素-高效氟氯氰菊酯、多杀菌素-宁南霉素混合体系,采用LS55荧光分光光度计扫描三维荧光光谱,发射波长范围设置为200~600 nm,激发波长范围分别为250~322和260~370 nm;应用平行因子算法对预处理后的光谱数据建模分析,通过三线性分解获得混合物中各组分的预测光谱及得分值,将预测光谱与实际光谱进行可视化匹配可识别出农药类别;最后将得分值与对应组分浓度值进行线性拟合分析,并计算均方误差、决定系数和回收率参数。结果表明,两种混合体系对应的各组分预测光谱与真实光谱在荧光特征峰处的重合度较高。多杀菌素-高效氟氯氰菊酯混合体系中各组分对应的预测均方误差分别为1.9856×10^(-8)和4.4800×10^(-7);多杀菌素-宁南霉素对应的预测均方误差分别为2.1552×10^(-7)和5.5722×10^(-5),模型决定系数均超过0.99,平均回收率接近100%,测试结果表明三维荧光光谱结合平行因子可实现对农药混合物的分析,具有较高的分析精度。该研究内容为混合有机农药的定性定量分析提供了一定的方法依据,可推广用于其他种类混合样品的检测分析。 展开更多
关键词 混合有机农药 三维荧光光谱 平行因子算法 定性定量分析
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基于三维荧光光谱-平行因子分析技术的蠡湖CDOM分布特征 被引量：55
4
作者 王书航 王雯雯 +2 位作者 姜霞 赵丽 张博 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期517-524,共8页
利用三维荧光光谱(EMMs),并结合平行因子分析法,研究了蠡湖水体中有色可溶性有机物(CDOM)的分布特征及其来源,并探讨了不同组分荧光强度与其他水质因子间的相关性.结果表明,蠡湖水体中CDOM主要由2个荧光组分组成,分别为类色氨酸荧光组分... 利用三维荧光光谱(EMMs),并结合平行因子分析法,研究了蠡湖水体中有色可溶性有机物(CDOM)的分布特征及其来源,并探讨了不同组分荧光强度与其他水质因子间的相关性.结果表明,蠡湖水体中CDOM主要由2个荧光组分组成,分别为类色氨酸荧光组分C1(225,280/335)和类腐殖质荧光组分C2(250,300/435),并且C1和C2对总荧光强度的贡献率分别75.70%和24.30%.空间上C1和C2荧光强度自东向西依次递减,呈现东蠡湖高于西蠡湖、沿岸区高于湖心区的趋势.荧光指数(FI)、生物源指数(BIX)和腐殖化指数(HIX)都显示蠡湖水体CDOM来源于自生微生物、藻类等新近自生源,整体呈现弱腐殖质特征.相关性分析表明,CDOM与N、P元素的迁移转化密切相关,并且对透明度有重要影响. 展开更多
关键词 蠡湖 有色可溶性有机物 三维荧光光谱 平行因子分析
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三维荧光光谱结合平行因子算法测定两种食品色素的含量 被引量：11
5
作者 李润 陈国庆 +1 位作者 朱纯 孔凡标 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期111-115,共5页
应用英国Edinburgh FLS920P稳态和时间分辨荧光光谱仪测量了12个混合色素样本的三维荧光光谱,将得到的三维荧光光谱数据矩阵(EEMS)与平行因子算法相结合,来建立一种检测食品色素的方法。实验中,使用核一致诊断法(CORCONDIA)确定了混合... 应用英国Edinburgh FLS920P稳态和时间分辨荧光光谱仪测量了12个混合色素样本的三维荧光光谱,将得到的三维荧光光谱数据矩阵(EEMS)与平行因子算法相结合,来建立一种检测食品色素的方法。实验中,使用核一致诊断法(CORCONDIA)确定了混合溶液的组分数为3,然后利用平行因子分析法(PARAFAC),得到胭脂红、诱惑红的平均回收率分别为(99.3%±5.0%)和(102.2%±5.6%),且预测均方根误差(RESEP)分别为(0.054)和(0.205)。结果表明,该法可在干扰物质苋菜红存在的情况下,对混合溶液中胭脂红、诱惑红二种色素同时定量测定,具有简便、快速等优点,可为合成食品色素的检测提供借鉴。 展开更多
关键词 三维荧光光谱数据阵 核一致诊断法 平行因子分析法 胭脂红 诱惑红
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基于三维荧光光谱-平行因子分析的海上溢油识别技术研究 被引量：13
6
作者 周艳蕾 周飞飞 +2 位作者 姜聪聪 石晓勇 苏荣国 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期475-480,共6页
在世界范围内溢油事件频繁发生,溢油的组成成分会影响人类身体健康和生态系统。因此,迫切地需要一种可以快速识别溢油种类的方法。针对溢油污染物现场快速鉴别的需求,利用平行因子分析技术建立了基于三维荧光光谱的原油、燃料油识别方... 在世界范围内溢油事件频繁发生,溢油的组成成分会影响人类身体健康和生态系统。因此,迫切地需要一种可以快速识别溢油种类的方法。针对溢油污染物现场快速鉴别的需求,利用平行因子分析技术建立了基于三维荧光光谱的原油、燃料油识别方法。首先,利用Delannay三角形内插值法对实验选的6种原油(Roncador原油、巴士拉原油、俄罗斯原油、沙特原油(重质)、上扎库姆原油、海二站原油)和三种燃料油(380CST燃料油、5-7号燃料油、岚山燃料油)的三维荧光光谱去散射,去散射后的三维光谱数据进行归一化处理;之后,对三维荧光光谱进行平行因子解析,确定七个荧光组分为最佳荧光组分,进而得到由7个荧光成分组成的样品荧光特征谱,将风化第3,15和45天的样品及未风化样品的第一平行样的荧光特征谱进行贝叶斯方法(Bayes)判别分析和聚类分析,确定油品荧光特征谱的分析能力和18条荧光标准谱库(12条原油标准谱和6条燃料油标准谱);最后,利用非负最小二乘多元线性回归建立溢油荧光识别方法,对第0,7和30天风化的样品和未风化样品的另一平行样进行识别。实验结果表明,除对风化及未风化的俄罗斯原油识别外,该方法对其余风化和未风化的五种原油和三种燃料油识别正确率均为100.0%,整体识别原油正确率为87.5%,燃料油正确率为100.0%。 展开更多
关键词 溢油 三维荧光光谱 平行因子分析 非负最小二乘法
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平行因子法分解成分分析在三维荧光光谱数据中的实现 被引量：15
7
作者 祝鹏 刘成林 祝飞 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1611-1617,共7页
系统分析了PARAFAC法解析立方阵数据的实现过程。以建立PARAFAC模型对湖泊水样三维荧光光谱数据进行荧光物质成分分解为例,通过对核心阵元素分布、核一致函数、模型谱图与原始谱图拟合程度以及拟分解成分物理意义的分析,确定PARAFAC法... 系统分析了PARAFAC法解析立方阵数据的实现过程。以建立PARAFAC模型对湖泊水样三维荧光光谱数据进行荧光物质成分分解为例,通过对核心阵元素分布、核一致函数、模型谱图与原始谱图拟合程度以及拟分解成分物理意义的分析,确定PARAFAC法分解样品荧光物质成分的合理成分数,实现PARAFAC法对荧光物质成分的合理分解与识别。 展开更多
关键词 平行因子法 成分 分解 三维荧光
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三维荧光偏导数光谱结合平行因子算法对石油类混合油液的检测 被引量：4
8
作者 陈晓玉 张坤 孔德明 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3506-3511,共6页
石油类混合油液的组分检测是三维荧光光谱领域重要的研究内容,由于实际获得的混合油液三维荧光光谱数据存在不同组分光谱重叠严重、数据三线性较差等问题,通过平行因子算法解析时,会出现解析谱与标准谱差异过大或者不能正确判断油种的... 石油类混合油液的组分检测是三维荧光光谱领域重要的研究内容,由于实际获得的混合油液三维荧光光谱数据存在不同组分光谱重叠严重、数据三线性较差等问题,通过平行因子算法解析时,会出现解析谱与标准谱差异过大或者不能正确判断油种的情况。在验证三维荧光偏导数光谱应用平行因子算法具有可行性的基础上,将三维荧光偏导数光谱与平行因子算法结合,能够提高平行因子算法得到的混合油解析谱与标准谱的拟合程度,实现石油类混合油液组分的准确检测。首先,以十二烷基硫酸钠(SDS)溶液作为溶剂,配制航空煤油、润滑油不同浓度的纯油溶液各15份,将航空煤油、润滑油按照不同浓度比配制9份混合油溶液;并利用FS920荧光光谱仪得到39份三维荧光光谱数据。然后,对三维荧光光谱数据进行预处理:通过扣除空白法去除拉曼散射,并将瑞利散射区域扣除,再利用分段三次hermite插值方法对扣除区域进行插值;利用小波变换阈值去噪法去除光谱数据中的高频噪声,得到预处理完成后的三维荧光光谱数据。最后,利用Savitzky-Golay拟合求导方法求三维荧光光谱的一阶偏导数光谱,并利用平行因子算法对三维荧光光谱和三维荧光偏导数光谱进行解析。将解析谱与纯油标准谱进行比较,实验结果表明:利用平行因子算法对混合油液的三维荧光光谱进行解析时,得到的润滑油解析结果较好,但航空煤油的解析结果存在较大问题。而三维荧光偏导数光谱经平行因子算法解析后,在保证润滑油解析结果的同时,显著提高了航空煤油的解析结果:航空煤油解析谱与标准谱之间的相关系数提升了12.0%(发射光谱)、 6.7%(激发光谱),均方根误差减少了70.4%(发射光谱)、 20.6%(激发光谱)。在三维荧光光谱数据三线性较差的情况下,三维荧光偏导数光谱结合平行因子分析方法优于三维荧光光谱结合平行因子分析方法,实现了对混合油液组分准确检测的目的。 展开更多
关键词 三维荧光光谱 油种检测 偏导数光谱 平行因子算法
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结合平行因子分析算法和模式识别方法的三维荧光光谱技术用于石油类污染物的检测 被引量：8
9
作者 孔德明 宋乐乐 +2 位作者 崔耀耀 张春祥 王书涛 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期2798-2803,共6页
随着海洋中石油资源的不断开发,泄漏到海洋环境中的石油也日益增多,它不仅威胁着海洋生态环境,同时也严重影响着人们的身体健康。因此,快速、有效地检测出海洋环境中的石油类污染物对于保护海洋生态环境和人类健康具有重要意义。石油产... 随着海洋中石油资源的不断开发,泄漏到海洋环境中的石油也日益增多,它不仅威胁着海洋生态环境,同时也严重影响着人们的身体健康。因此,快速、有效地检测出海洋环境中的石油类污染物对于保护海洋生态环境和人类健康具有重要意义。石油产品中含有大量的多环芳烃,其具有较强的荧光特性。因此,荧光光谱技术成为检测石油类污染物的重要手段之一。利用三维荧光光谱技术结合平行因子分析算法和模式识别方法,对石油类污染物进行表征和分类。首先,以海水和十二烷基硫酸钠(SDS)配制的胶束溶液作为溶剂,分别配制不同浓度的柴油、航空煤油、汽油和润滑油溶液,最终得到80个实验样本;然后,利用FLS920型荧光光谱仪采集实验样本的三维荧光光谱数据,并通过Delaunay三角形内插值法对所获得的三维荧光光谱数据进行去散射处理;其次,利用平行因子分析(PARAFAC)算法分解去散射后的三维荧光光谱数据,通过运用核一致诊断法和残差分析法对组分数进行估计;最后,为了建立稳健的分类模型,利用Kennard-Stone算法将80个实验样本分为60个训练集样本和20个测试集样本,运用K最近邻(KNN)算法、主成分判别分析(PCA-LDA)算法以及偏最小二乘判别分析(PLS-DA)算法分别建立分类模型,并利用灵敏度、特异性和准确率对分类效果进行评估。研究结果表明:三种分类模型对测试集中样本的识别准确率分别为85%, 90%和94%,其中, PLS-DA分类模型对测试集样本的识别准确率最高,具有最佳的分类效果。因此,在利用平行因子分析算法提取石油类污染物荧光光谱数据的基础上,结合模式识别方法可以很好的对不同种类油品进行分类研究。利用三维荧光光谱技术结合平行因子分析算法和模式识别方法快速、有效地检测油类污染物,为石油类污染物的快速检测提供了一种新的研究思路和重要参考。 展开更多
关键词 光谱学 石油类污染物 三维荧光光谱 平行因子分析 模式识别
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基于三维荧光光谱结合平行因子法的蘑菇湖上覆水溶解性有机质特征分析 被引量：21
10
作者 张广彩 于会彬 +2 位作者 徐泽华 宋永会 韩美 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期933-939,共7页
溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)广泛存在于水体、土壤和沉积物中,在自然系统有机物向无机物的转换过程中起重要作用。DOM作为载体可影响污染物迁移转化,作为碳源和营养元素又为微生物提供能量。为探讨湖泊水体中DOM组成、... 溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)广泛存在于水体、土壤和沉积物中,在自然系统有机物向无机物的转换过程中起重要作用。DOM作为载体可影响污染物迁移转化,作为碳源和营养元素又为微生物提供能量。为探讨湖泊水体中DOM组成、来源和腐殖化程度,以蘑菇湖上覆水为例,采用三维荧光光谱(3DEEM)结合平行因子法(PARAFAC)分析蘑菇湖上覆水DOM组分,利用荧光指数(FI)、自生源指标(BIX)和腐殖化指数(HIX)等光谱指数研究DOM来源和腐殖化程度,并通过FI与最大荧光强度(Fmax)的相关性解释DOM种类和特征。结果表明:(1)蘑菇湖上覆水DOM包含4种组分,其中C1和C4为富里酸物质,C2为类蛋白中色氨酸物质,C3为腐殖酸物质;(2)蘑菇湖上覆水DOM以微生物内源代谢产物为主,生物可利用性较高,腐殖化程度较低;(3)各组分Fmax与FI间均呈正相关关系,其中富里酸与FI之间呈显著正相关(r=0.89,P<0.01)。这表明蘑菇湖上覆水DOM主要为含羰基、羟基等活性官能团的相对分子质量小,且腐殖化、芳香性和分子缩合度较低的类富里酸物质。 展开更多
关键词 溶解性有机质(DOM) 三维荧光光谱 平行因子分析 光谱指数 蘑菇湖
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基于三维荧光与绝对主成分算法的河滨带土壤腐殖酸组分及来源特性分析
11
作者 唐辰睿 后钧文 +2 位作者 李杰 于会彬 聂磊 《环境工程技术学报》 北大核心 2025年第4期1189-1200,共12页
分别采集蒲河生态区、城市区、城镇区和农村区河滨带不同深度土壤样品,基于三维荧光光谱结合绝对主成分分析和平行因子分析识别河滨带土壤腐殖酸的光谱特征,利用二维相关光谱分析其组分空间变化,并通过偏最小二乘法结构方程揭示土壤腐... 分别采集蒲河生态区、城市区、城镇区和农村区河滨带不同深度土壤样品,基于三维荧光光谱结合绝对主成分分析和平行因子分析识别河滨带土壤腐殖酸的光谱特征,利用二维相关光谱分析其组分空间变化,并通过偏最小二乘法结构方程揭示土壤腐殖酸来源、组成与理化性质的响应关系。结果表明:1)生态区、城镇区和农村区河滨带土壤中,腐殖酸荧光强度随土壤深度的增加而增加,而城市区腐殖酸荧光强度的垂向变化无明显规律。2)土壤腐殖酸光谱中包含5个荧光组分(C1~C5),其中C1和C2分别为紫外光区和可见光区的类富里酸,C3为微生物代谢产物,C4和C5分别为紫外光区和可见光区的类胡敏酸。生态区以C3和C4(54.71%±4.74%)为主,城市区和城镇区以C3和C2(51.57%±3.09%)为主,农村区以C3和C5(52.96%±12.69%)为主。3)城市区紫外光区的类富里酸和类胡敏酸含量随土层深度优先发生变化,这主要归因于工业源、生活源等面源污染的影响;其他3个区域的荧光组分变动趋势与城市区的相反,均受到植物代谢、陆源土壤和农田退水等多因素作用。4)生态区和城镇区河滨带土壤新鲜有机质较多,腐殖化程度相对较高〔腐殖化指数(HIX)为21.25±1.92〕;城市区和农村区土壤腐殖酸自生源相对较弱,腐殖化程度较低(HIX为19.55±3.24)。5)腐殖酸来源、组成与土壤理化性质显著相关,腐殖酸组成对土壤理化性质的影响高于其来源。研究揭示了不同土地利用类型下河滨带土壤腐殖酸的空间分布规律及其与土壤环境的响应机制,可为河滨带生态修复与建设提供科学依据。 展开更多
关键词 土壤腐殖酸 三维荧光光谱(EEMs) 绝对主成分(APCA) 平行因子分析(PARAFAC) 二维相关 偏最小二乘法结构方程
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基于三维荧光和平行因子分析法的太湖水体CDOM组分光学特征 被引量：60
12
作者 黄昌春 李云梅 +3 位作者 王桥 施坤 金鑫 王彦飞 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期375-382,共8页
基于2008年11月份太湖全湖69个样点的CDOM三维荧光光谱数据,将平行因子分析法与现有荧光基团相结合,确定CDOM的组成成分及其荧光光谱特征,进一步分析其动力学机制.太湖CDOM荧光基团主要是类腐殖质,其类蛋白质组分可能主要来源于太湖水... 基于2008年11月份太湖全湖69个样点的CDOM三维荧光光谱数据,将平行因子分析法与现有荧光基团相结合,确定CDOM的组成成分及其荧光光谱特征,进一步分析其动力学机制.太湖CDOM荧光基团主要是类腐殖质,其类蛋白质组分可能主要来源于太湖水体生物残骸;同时,类腐殖质荧光发射波长随着荧光强度的增加向长波方向移动,存在"红移"效应.利用平行因子分析法可以将三维荧光矩阵分解为6个主成分,这6种成分可以解释92.48%的变量,平均贡献率分别是PCI占19.709%,PC2占18.685%,PC3占16.914%、PC4占16.62%、PC5占15.514%、PC6占12.558%.275nm处的吸收系数肩值除去受陆源类腐殖质影响外,影响其大小的主要是峰N,其次是峰M;而影响该肩值形状的主要是峰A和N,其次是峰T和M.根据荧光基团的类别,太湖CDOM源类型可以分为四类:①陆源主导类型;②偏陆源主导类型;③偏海源主导类型;④海源主导类型. 展开更多
关键词 CDOM 三维荧光光谱 荧光基团 平行因子分析 太湖
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嘉陵江重庆段DOM三维荧光光谱的平行因子分析 被引量：49
13
作者 蔡文良 许晓毅 +2 位作者 杜娴 朱虹 罗固源 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期276-281,共6页
应用平行因子分析法对2010年6月嘉陵江重庆段水体13个取样点DOM(溶解性有机质)的三维荧光光谱进行指纹识别.结果表明,嘉陵江重庆段水体可识别出4类5个荧光组分,包括类富里酸荧光组分C1(250、320 nm/400 nm)和C4(230、340nm/450 nm)、类... 应用平行因子分析法对2010年6月嘉陵江重庆段水体13个取样点DOM(溶解性有机质)的三维荧光光谱进行指纹识别.结果表明,嘉陵江重庆段水体可识别出4类5个荧光组分,包括类富里酸荧光组分C1(250、320 nm/400 nm)和C4(230、340nm/450 nm)、类腐殖酸荧光组分C2(260、360 nm/450 nm)、浮游生物产生的荧光组分C3(260 nm/380 nm)和类蛋白物质荧光组分C5(280 nm/330 nm).它们的贡献率依次为类富里酸18%～38%,类腐殖酸11%～18%,浮游植物8%～22%,类蛋白物质33%～49%.嘉陵江重庆段水体的有机物污染主要以来自工业、生活污水和其他人为活动产生的陆源污染输入为主,其次是浮游植物和水体微生物代谢产生的污染.13个取样点的总荧光强度在空间分布上由西到东呈"升高—降低—升高—降低"的趋势. 展开更多
关键词 溶解性有机质 三维荧光光谱 平行因子分析 荧光组分
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平行因子分析法在太湖水体三维荧光峰比值分析中的应用 被引量：29
14
作者 祝鹏 廖海清 +3 位作者 华祖林 谢发之 汤智 张亮 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期152-156,共5页
以太湖水样三维荧光光谱数据为例,提出在采用平行因子分析法(PARAFAC)处理后的荧光数据中提取荧光峰强度计算荧光峰比值进行水环境分析评价的方法,较直接在水样原始荧光谱图中获取的荧光峰强度更加准确客观。天然水体中各水样间由于受... 以太湖水样三维荧光光谱数据为例,提出在采用平行因子分析法(PARAFAC)处理后的荧光数据中提取荧光峰强度计算荧光峰比值进行水环境分析评价的方法,较直接在水样原始荧光谱图中获取的荧光峰强度更加准确客观。天然水体中各水样间由于受荧光团复杂多样性等因素的影响,某类荧光物质荧光峰的激发发射波长位置并不是固定不变的,就同一水样而言各类荧光峰之间的相互重叠干扰也将影响到荧光峰强度和位置的准确判断。而在PARAFAC模型各因子中提取相应荧光峰值可以保证各水样间同类荧光物质荧光峰在同一位置又有效减弱同一水样中各类荧光物质荧光峰之间的相互干扰,更加高效准确的利用荧光峰比值进行水环境分析。区域差异性分析时水样因子得分比值的区域变化与原始荧光峰比值变化趋势是一致的。 展开更多
关键词 平行因子分析法 三维荧光光谱 荧光峰比值
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鄱阳湖CDOM三维荧光光谱的平行因子分析 被引量：31
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作者 刘丽贞 黄琪 +2 位作者 吴永明 吴代赦 游海林 《中国环境科学》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2018年第1期293-302,共10页
利用三维荧光光谱(3DEEM)结合平行因子分析法(PARAFAC),对鄱阳湖水样的荧光光谱进行研究,探讨了有色溶解有机物(CDOM)荧光组分与氮磷营养盐之间的关系.结果表明,鄱阳湖水体CDOM由2类3个荧光组分组成,即类腐殖荧光组分C1(245/391nm)和C2(... 利用三维荧光光谱(3DEEM)结合平行因子分析法(PARAFAC),对鄱阳湖水样的荧光光谱进行研究,探讨了有色溶解有机物(CDOM)荧光组分与氮磷营养盐之间的关系.结果表明,鄱阳湖水体CDOM由2类3个荧光组分组成,即类腐殖荧光组分C1(245/391nm)和C2(255,340/453nm),及类酪氨酸组分C3(275/304nm).在CDOM组成中,微生物作用类腐殖质C1占40.8%,陆源类腐殖质C2占30.8%,类酪氨酸物质占28.4%.类腐殖质和类酪氨酸在两个极端水文条件下表现出截然不同规律,即类腐殖质在枯水期荧光强度和贡献都为最低,在丰水期贡献率最大,而类酪氨酸在丰水期,荧光强度和贡献为最低,在枯水期贡献率最大.CDOM各荧光组分强度分布因水文条件不同具有差异性.各荧光组分在同一水文条件下,荧光强度变化趋势相似.荧光光谱参数结果表明,鄱阳湖水中CDOM呈现外源和内源的特征,其中枯水期以外源输入为主.各荧光组分都与水体中总氮(TN)和溶解性总氮(DTN)呈现显著正相关,类酪氨酸组分与总磷(TP)呈现显著正相关. 展开更多
关键词 鄱阳湖 CDOM 三维荧光光谱 平行因子分析
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三维荧光光谱结合平行因子及神经网络对清香型白酒的年份鉴别 被引量：13
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作者 朱焯炜 阙立志 +2 位作者 陈国庆 徐瑞煜 朱拓 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2573-2577,共5页
以某清香型白酒为研究对象,将三维荧光光谱技术与平行因子分析方法(parallel factor analysis,PARAFAC)、BP神经网络结合,建立清香型白酒年份鉴别模型。首先,利用FLS920全功能型荧光光谱仪测量获得不同年份白酒的三维荧光光谱数据,对激... 以某清香型白酒为研究对象,将三维荧光光谱技术与平行因子分析方法(parallel factor analysis,PARAFAC)、BP神经网络结合,建立清香型白酒年份鉴别模型。首先,利用FLS920全功能型荧光光谱仪测量获得不同年份白酒的三维荧光光谱数据,对激发发射三维矩阵进行三线性分解,得到四个主成分对应的浓度得分和激发-发射光谱轮廓图。将这4个浓度得分作为BP神经网络的输入,建立10,20和30年份白酒的鉴别模型。随机选取每个年份的10个样本,共30个样本组成测试集,剩余的90个白酒样本组成训练集建立训练模型。据此对未知样品进行预测,其预测正确率分别为90%,100%和100%。同时将该方法与多维偏最小二乘判别分析法(multi-way partial least squares discriminant analysis,NPLS-DA)进行了比较。研究结果表明:平行因子结合神经网络的判别模型具有更强的预测能力,该方法能够有效提取年份白酒的特征光谱信息,同时又降低了神经网络输入变量的维数,取得较好的鉴别效果。 展开更多
关键词 年份鉴别 三维荧光光谱 平行因子 神经网络
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荧光光谱及平行因子分析法在植物油鉴别中的应用 被引量：10
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作者 吴希军 潘钊 +2 位作者 赵彦鹏 刘海龙 郑龙江 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2137-2142,共6页
利用FS920荧光光谱仪测量市售的八种植物油（大豆油、玉米油、橄榄油、稻米油、花生油、核桃油、葵花籽油和芝麻油）共22个样品的荧光光谱，并对其数据矩阵（EEMs）进行平行因子分析，结合荧光谱分析的直观物质表征和平行因子法对灰色... 利用FS920荧光光谱仪测量市售的八种植物油（大豆油、玉米油、橄榄油、稻米油、花生油、核桃油、葵花籽油和芝麻油）共22个样品的荧光光谱，并对其数据矩阵（EEMs）进行平行因子分析，结合荧光谱分析的直观物质表征和平行因子法对灰色体系的组分识别优势，实现了植物油的种类区分与鉴别。综合分析植物油在特定范围内（激发波长为250～550 nm，发射波长为260～750 nm）的三维荧光光谱和等高线光谱图，给出了各植物油峰位、峰数和峰强等特征信息，确定了植物油各荧光谱峰相应的荧光物质（不饱和脂肪酸类、维生素E及其衍生物、叶绿素及类胡萝卜素）；将平行因子模型应用于植物油光谱数据矩阵的分析，确定了平行因子分析模型的因子数及各因子的物质基础（维生素E及其衍生物、亚油酸和亚麻酸、脂肪酸氧化产物、植物油氧化产物）。建立了植物油的4因子激发-发射光谱轮廓图和样品因子投影得分图。通过对植物油荧光光谱的图谱特征和其数据阵平行因子模型的分析，证实荧光光谱技术和平行因子分析法对植物油进行分析和种类鉴别的有效性。 展开更多
关键词 三维荧光光谱 平行因子分析 植物油 鉴别
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三维荧光光谱及平行因子分析在石油类污染物检测分析中的应用 被引量：11
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作者 潘钊 王玉田 +2 位作者 邵小青 吴希军 杨丽丽 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期714-718,共5页
以三维荧光光谱技术结合平行因子分析算法研究了石油类污染物识别与浓度测量方法,重点分析了两种以上成品油共存时对测量的影响。以0#柴油、97#汽油与煤油的CCl4溶液为测量样本,通过两种或三种油不同配比的混合溶液来模拟多种石油类污... 以三维荧光光谱技术结合平行因子分析算法研究了石油类污染物识别与浓度测量方法,重点分析了两种以上成品油共存时对测量的影响。以0#柴油、97#汽油与煤油的CCl4溶液为测量样本,通过两种或三种油不同配比的混合溶液来模拟多种石油类污染物共存的状态,研究平行因子分析方法在复杂混合物共存体系成分分析时的特点。实验分别针对汽柴油混合溶液、柴煤油混合溶液以及存在少量煤油干扰成分的汽柴油溶液,分解得到各溶质的激发与发射特征光谱,实现了各混合样品中主要成分含量的同时测量,计算了平均回收率。结果表明,该方法能够实现石油类污染物中共存成分的识别与浓度测量。 展开更多
关键词 三维荧光光谱 平行因子分析 石油类污染物 成分检测
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水化学离子对溶解有机物三维荧光光谱影响及分类预处理方法 被引量：1
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作者 雷宏军 杨光 +6 位作者 潘红卫 王逸飞 易军 王珂珂 王国豪 童文彬 史利利 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期134-140,共7页
三维荧光光谱在水环境原位监测领域具有广阔的应用前景。但由于其预处理方法简单,不能完全排除水环境中水化学离子的干扰,会降低水质识别结果的准确性。目前尚无相关研究对这种干扰情况进行分类。为定量解释天然水环境中水化学离子对溶... 三维荧光光谱在水环境原位监测领域具有广阔的应用前景。但由于其预处理方法简单,不能完全排除水环境中水化学离子的干扰,会降低水质识别结果的准确性。目前尚无相关研究对这种干扰情况进行分类。为定量解释天然水环境中水化学离子对溶解性有机质(DOM)荧光特性的干扰,本研究以腐殖酸为研究对象,设置不投加离子为对照,其他样品中分别投加3种离子浓度(1-100mg·L^(-1))的9种水化学离子(Na^(+)、 Cl^(-)、 NO_(3)^(-)、 Ca^(2+)、 Mg^(2+)、 K^(+)、 CO_(3)^(2-)、 HCO_(3)^(-)、 SO_(4)^(2-))。通过平行因子法和区域积分法对不同离子浓度下DOM荧光光谱数据进行解析,得到水化学离子对DOM荧光特性(荧光区域积分、组分最大荧光强度、荧光参数)的影响。根据对荧光特性的影响程度,采用系统聚类分类方法,将水化学离子的干扰作用分为三类:第一类(10、 100 mg·L^(-1)CO_(3)^(2-)),增强;第二类(10、 100 mg·L^(-1)SO_(4)^(2-)和100 mg·L^(-1)NO_(3)^(-)),减弱;第三类(1、 10 mg·L^(-1)NO-3、未添加离子、 1 mg·L^(-1)CO_(3)^(2-)、SO_(4)^(2-)和1、 10、 100 mg·L^(-1)Ca^(2+)、 Mg^(2+)、 K^(+)、 HCO_(3)^(-)、 Na^(+)、 Cl^(-)),无显著影响。结果表明,当天然水环境中的水化学离子属于第三类离子时,可采用三维荧光光谱进行水环境监测。在其他情况下,应优先考虑在预处理过程中去除水化学离子干扰的方法,例如离子回旋共振质谱法等;或者加强三维荧光光谱技术与其他技术的联合,在减少单一技术局限性的同时,获得更全面的信息。该研究为还原真实荧光光谱提供了数据基础,为三维荧光与其他技术的联合应用提供科学依据。 展开更多
关键词 溶解性有机质 三维荧光光谱 水化学离子 荧光区域积分 平行因子分析
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微含量石油类污染物三维荧光光谱及平行因子解析(英文)
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作者 陈至坤 汪洋 +2 位作者 王福斌 王玉田 周燕 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2561-2567,共7页
为解决微含量石油类污染物识别问题,采用三维荧光光谱(EEMs)与平行因子(PARAFAC)相结合的技术,研究了石油类样品荧光组分特征及平行因子组分识别方法。依据水体中石油类含量的标准规定,配制出与Ⅰ-Ⅴ类水体对应的CCL4含油样品,用来模拟... 为解决微含量石油类污染物识别问题,采用三维荧光光谱(EEMs)与平行因子(PARAFAC)相结合的技术,研究了石油类样品荧光组分特征及平行因子组分识别方法。依据水体中石油类含量的标准规定,配制出与Ⅰ-Ⅴ类水体对应的CCL4含油样品,用来模拟油类污染物成分。首先对97#汽油、0#柴油、普通煤油及CCL4溶剂进行三维荧光光谱扫描,得到纯组分样品的三维荧光光谱图,其次对97#汽油、0#柴油及普通煤油的标准样品进行三维荧光光谱图测定,最后对97#汽油、0#柴油、普通煤油在CCL4溶剂中的混合样品进行三维荧光光谱图测定。在掌握上述不同组分样品的三维荧光光谱特性的基础上,重点分析微含量下97#汽油、0#柴油及煤油混合液的三维荧光光谱,应用平行因子方法解析出样品中三种组分的激发与发射特征光谱以及组分间的浓度比。解决了混合样品荧光光谱出现叠加,用化学分离或单纯荧光分析方法较难识别荧光组分的问题,实现了对微含量含油混合样品的主要组分的识别,并得到混合样品溶液中不同组分间浓度比。 展开更多
关键词 微含量矿物油 三维荧光光谱 平行因子解析 组分识别
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