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地表水总有机碳含量紫外-可见光谱检测方法
被引量：
1
1
作者
李庆波
毕智棋
+2 位作者
崔厚欣
郎嘉晔
申中凯
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期3423-3427,共5页
总有机碳是以碳含量评价水质有机污染的指标,可以反映水体受污染程度。目前地表水总有机碳检测多采用现场取样后实验室分析检测方法,该方法存在费时费力、操作复杂、二次化学污染等缺点。紫外-可见光谱法具有环保、操作简便、可实时在...
总有机碳是以碳含量评价水质有机污染的指标,可以反映水体受污染程度。目前地表水总有机碳检测多采用现场取样后实验室分析检测方法,该方法存在费时费力、操作复杂、二次化学污染等缺点。紫外-可见光谱法具有环保、操作简便、可实时在线原位检测等优点,在地表水总有机碳检测中具有很好的应用前景。针对总有机碳检测问题,采用了一种基于自适应增强学习的区间偏最小二乘回归方法,该方法将总有机碳吸收光谱波段分为若干子区间,初始化训练样本权重,依次在各子区间建立偏最小二乘回归模型,根据子区间模型预测误差率计算该子区间预测结果的权重系数,并更新下一子区间训练样本权重,最后将各子区间模型预测结果线性加权得到总有机碳的检测结果。实验配制总有机碳标准溶液浓度25~150 mg·L^(-1)共43个样品,第一时间段采集35个总有机碳标准样品光谱分为训练集和测试集,建立并验证总有机碳检测算法模型。为评价算法模型鲁棒性,在另一时间段采集剩余的8个标准样品光谱进行反测验证。实验结果表明,采用基于自适应增强学习的区间偏最小二乘回归法建立的总有机碳定量模型具有较高的精度和鲁棒性,分组验证和反测验证的预测均方根误差分别为1.304和1.533 mg·L^(-1),均优于偏最小二乘回归和极限学习机方法。为进一步验证该方法的有效性,使用该建模方法预测生活污水的总有机碳含量。实际地表水样本取样于河北石家庄藁城污水处理厂排污口污水及河北先河公司园区的生活污水,经稀释后共获得50组地表水样本,采用SPXY方法分为训练集33组水样,测试集17组水样。在实际水样检测中,采用净信号分析方法进行光谱预处理,降低总有机碳与其他水质参数间的交叉干扰;分组验证预测均方根误差为3.26 mg·L^(-1),平均绝对值百分比误差为3.46%。综上所述,基于自适应增强学习的区间偏最小二乘回归方法,可以快速准确地对地表水中总有机碳进行检测,为在线水质总有机碳检测提供了方法支撑。
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关键词
紫外
-
可见光谱
自适应增强学习
区间偏最小二乘法
总
有机
碳
检测
地表水
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职称材料
灞河溶解性有机质三维荧光光谱特征及相对分子质量分布研究
被引量：
5
2
作者
袁博
吴巍
+2 位作者
郭梦京
郑兴
周孝德
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期719-728,共10页
为了研究溶解有机质(DOM)与水质的相关性,联合应用三维荧光光谱(3D-EEMs)和液相-有机碳-有机氮检测(LC-OCD-OND)技术,在河流上游源区、中游城镇与下游城市河段设置16个采样点,结合人类活动及河流地貌特征对灞河流域的影响,研究了西安市...
为了研究溶解有机质(DOM)与水质的相关性,联合应用三维荧光光谱(3D-EEMs)和液相-有机碳-有机氮检测(LC-OCD-OND)技术,在河流上游源区、中游城镇与下游城市河段设置16个采样点,结合人类活动及河流地貌特征对灞河流域的影响,研究了西安市灞河水体DOM。结果表明,河水DOM主要由生物大分子、腐殖质类物质、腐殖质降解产物和低分子中性物质组成,平均质量浓度分别为0.157 mg/L、1.746 mg/L、0.478 mg/L、0.361 mg/L。类腐殖荧光物质(紫外光区富里酸和类腐殖酸)主要集中在相对分子质量为1000~20000的腐殖质类物质中,占DOM总量的46.5%;类蛋白荧光物质(可见光区色氨酸和酪氨酸)主要分布在相对分子质量大于20000的生物大分子和相对分子质量小于350的低分子中性物质中,约占DOM总量的15.1%。从源头到入灞河口,河水DOM含量水平由高到低的顺序为城市河段、城镇河段、源区河段。灞河水体总体腐殖化程度较弱,陆生源DOM贡献较小,下游城市河段DOM中自生源指数(BIX)相对较高,微生物及藻类代谢活动旺盛,新生自生源较多。下游污水处理厂出水对灞河下游水体中DOM组成及水质的变化具有关键作用,影响河水营养状态的潜在因子包括TN、EC、DO、生物大分子、腐殖质类物质和低分子中性物质。因此,3D-EEMs及LC-OCD-OND联用技术可以用来表征河流水质的空间异质性,并对污染物组分进行定量化判别和来源解析。
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关键词
环境学
三维荧光
液相-总有机碳-有机氮检测
溶解性
有机
质
相对分子质量
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职称材料
题名
地表水总有机碳含量紫外-可见光谱检测方法
被引量：
1
1
作者
李庆波
毕智棋
崔厚欣
郎嘉晔
申中凯
机构
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院
河北先河环保科技股份有限公司
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期3423-3427,共5页
基金
国家自然科学基金项目(61575015)
国家重点研发计划“制造基础技术与关键部件”重点专项(2020YFB2009000)资助。
文摘
总有机碳是以碳含量评价水质有机污染的指标,可以反映水体受污染程度。目前地表水总有机碳检测多采用现场取样后实验室分析检测方法,该方法存在费时费力、操作复杂、二次化学污染等缺点。紫外-可见光谱法具有环保、操作简便、可实时在线原位检测等优点,在地表水总有机碳检测中具有很好的应用前景。针对总有机碳检测问题,采用了一种基于自适应增强学习的区间偏最小二乘回归方法,该方法将总有机碳吸收光谱波段分为若干子区间,初始化训练样本权重,依次在各子区间建立偏最小二乘回归模型,根据子区间模型预测误差率计算该子区间预测结果的权重系数,并更新下一子区间训练样本权重,最后将各子区间模型预测结果线性加权得到总有机碳的检测结果。实验配制总有机碳标准溶液浓度25~150 mg·L^(-1)共43个样品,第一时间段采集35个总有机碳标准样品光谱分为训练集和测试集,建立并验证总有机碳检测算法模型。为评价算法模型鲁棒性,在另一时间段采集剩余的8个标准样品光谱进行反测验证。实验结果表明,采用基于自适应增强学习的区间偏最小二乘回归法建立的总有机碳定量模型具有较高的精度和鲁棒性,分组验证和反测验证的预测均方根误差分别为1.304和1.533 mg·L^(-1),均优于偏最小二乘回归和极限学习机方法。为进一步验证该方法的有效性,使用该建模方法预测生活污水的总有机碳含量。实际地表水样本取样于河北石家庄藁城污水处理厂排污口污水及河北先河公司园区的生活污水,经稀释后共获得50组地表水样本,采用SPXY方法分为训练集33组水样,测试集17组水样。在实际水样检测中,采用净信号分析方法进行光谱预处理,降低总有机碳与其他水质参数间的交叉干扰;分组验证预测均方根误差为3.26 mg·L^(-1),平均绝对值百分比误差为3.46%。综上所述,基于自适应增强学习的区间偏最小二乘回归方法,可以快速准确地对地表水中总有机碳进行检测,为在线水质总有机碳检测提供了方法支撑。
关键词
紫外
-
可见光谱
自适应增强学习
区间偏最小二乘法
总
有机
碳
检测
地表水
Keywords
UV
-
Vis spectroscopy
Adaboost algorithm
Interval partial least squares regression
Total organic carbon detection
Surface water
分类号
O657.3 [理学—分析化学]
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职称材料
题名
灞河溶解性有机质三维荧光光谱特征及相对分子质量分布研究
被引量：
5
2
作者
袁博
吴巍
郭梦京
郑兴
周孝德
机构
西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室
出处
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期719-728,共10页
基金
国家自然科学基金重点项目(91747206)
陕西省教育厅重点实验室资助项目(18JS073)。
文摘
为了研究溶解有机质(DOM)与水质的相关性,联合应用三维荧光光谱(3D-EEMs)和液相-有机碳-有机氮检测(LC-OCD-OND)技术,在河流上游源区、中游城镇与下游城市河段设置16个采样点,结合人类活动及河流地貌特征对灞河流域的影响,研究了西安市灞河水体DOM。结果表明,河水DOM主要由生物大分子、腐殖质类物质、腐殖质降解产物和低分子中性物质组成,平均质量浓度分别为0.157 mg/L、1.746 mg/L、0.478 mg/L、0.361 mg/L。类腐殖荧光物质(紫外光区富里酸和类腐殖酸)主要集中在相对分子质量为1000~20000的腐殖质类物质中,占DOM总量的46.5%;类蛋白荧光物质(可见光区色氨酸和酪氨酸)主要分布在相对分子质量大于20000的生物大分子和相对分子质量小于350的低分子中性物质中,约占DOM总量的15.1%。从源头到入灞河口,河水DOM含量水平由高到低的顺序为城市河段、城镇河段、源区河段。灞河水体总体腐殖化程度较弱,陆生源DOM贡献较小,下游城市河段DOM中自生源指数(BIX)相对较高,微生物及藻类代谢活动旺盛,新生自生源较多。下游污水处理厂出水对灞河下游水体中DOM组成及水质的变化具有关键作用,影响河水营养状态的潜在因子包括TN、EC、DO、生物大分子、腐殖质类物质和低分子中性物质。因此,3D-EEMs及LC-OCD-OND联用技术可以用来表征河流水质的空间异质性,并对污染物组分进行定量化判别和来源解析。
关键词
环境学
三维荧光
液相-总有机碳-有机氮检测
溶解性
有机
质
相对分子质量
Keywords
environmentalology
three
-
dimensional fluorescence
LC
-
OCD
-
OND
dissolved organic matter
relative molecular mass
分类号
X522 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
地表水总有机碳含量紫外-可见光谱检测方法
李庆波
毕智棋
崔厚欣
郎嘉晔
申中凯
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
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职称材料
2
灞河溶解性有机质三维荧光光谱特征及相对分子质量分布研究
袁博
吴巍
郭梦京
郑兴
周孝德
《安全与环境学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020
5
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