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基于3D荧光光谱分析和多维偏最小二乘的PAHs浓度优化检测 被引量：3
1
作者 王小鹏 麻文刚 +2 位作者 蔡祥云 吴旭 朱天亮 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1798-1805,共8页
多环芳烃(PAHs)具有强致癌性,威胁人类身体健康。在复杂水质检测环境中,利用荧光光谱检测PAHs浓度时,由于测量光谱中存在瑞利散射影响,使得PAHs光谱信号包含明显的非平稳噪声,常用的多次采样求均值法容易使PAHs光谱存在明显的测量误差,... 多环芳烃(PAHs)具有强致癌性,威胁人类身体健康。在复杂水质检测环境中,利用荧光光谱检测PAHs浓度时,由于测量光谱中存在瑞利散射影响,使得PAHs光谱信号包含明显的非平稳噪声,常用的多次采样求均值法容易使PAHs光谱存在明显的测量误差,导致PAHs检测精度下降。为此,提出了一种基于3D荧光光谱分析和多维偏最小二乘(N-PLS)的PAHs浓度优化检测方法,首先分析了菲、芴、苊与荧蒽4种PAHs溶液的光谱特性,通过拟合散射带数据点值消除光谱中的瑞利散射噪声,同时尽可能地保留原光谱信息。提取4种PAHs光谱的均值、方差和一维边际分布等特征参数,利用聚类分析方法对其光谱数据做样本分类,将相似光谱数据样本进行合并;然后根据校正集的光谱信号与不同PAHs浓度之间的关系,建立N-PLS模型,对各类PAHs的浓度进行预测分析,并且验证PAHs浓度与光谱数据荧光强度的关系;最后利用双线性分解对浓度残差进行修正,对含有各类PAHs的水溶液与实际水样进行浓度残差验证,分析了不同参数下PAHs的预测误差。实验结果表明,溶剂菲有2个明显的荧光峰值,激发与发射波长分别为285/245和315/345nm;芴与荧蒽均存在6个明显的荧光特征峰值,分别为265/255,325/345,335/325,365/355,385/395和405/415nm,且与其他PAHs的荧光峰值相距较远;溶液苊在发射波长300~485nm的范围内存在连续波峰,且对应激发波长在255~360nm范围内;N-PLS方法对不同水质环境下的PAHs预测误差较小,其中菲与芴均方根误差均小于0.4μg·L^-1,相对误差小于6%,苊与荧蒽均方根误差均小于1.0μg·L^-1,相对误差均小于9%。对4种不同的PAHs在河流中的扩散趋势进行了仿真分析,确定出了其扩散程度,其中芴与菲扩散速率约为51mg·L^-1,苊与荧蒽扩散速率为21mg·L^-1,且扩散速率在一定范围内呈线性增长趋势,PAHs与其浓度之间符合朗伯比尔定律的线性关系;通过不同迭代次数下N-PLS方法的均方根误差分析,得到了均方根误差精度最高时的迭代次数;对比了不同主因子数时N-PLS方法对PAHs预测的适应度与相关系数,结果表明当主因子数为3时,适应度可达96.5%,此时N-PLS预测模型效果最佳。相比其他检测方法,本文方法检测精度较高,回收率较好,具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 多环芳烃检测 3d荧光光谱 校正集 多维偏最小二乘 双线性分解
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3D-PEDXRF法快速检测车用汽油中有害元素含量 被引量：3
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作者 郑煜 范艳璇 +2 位作者 陶志平 赵杰 李祎 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期71-76,共6页
建立了3D全偏振单色能量色散X射线荧光光谱法(3D-PEDXRF)检测车用汽油中金属元素(锰、铁、铅)和非金属元素(硅、硫、氯)的方法,并对方法的重复性、准确性进行了考察。试验结果表明:车用汽油中6种元素的质量分数在0~50μg/g范围内具有良... 建立了3D全偏振单色能量色散X射线荧光光谱法(3D-PEDXRF)检测车用汽油中金属元素(锰、铁、铅)和非金属元素(硅、硫、氯)的方法,并对方法的重复性、准确性进行了考察。试验结果表明:车用汽油中6种元素的质量分数在0~50μg/g范围内具有良好的线性关系,各元素的检测下限均可达到1μg/g,重复测定6次结果的相对标准偏差均小于6%,回收率均在95%~105%之间,可满足汽油中硅、硫、氯、锰、铁、铅的分析要求。该方法可实现一台仪器同时检测车用汽油中的6种元素,有效提高分析效率。 展开更多
关键词 3d全偏振单色能量色散X射线荧光光谱 汽油 元素分析
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不同离子条件对提取沉积物中水溶性有机质光谱特性的影响 被引量：1
3
作者 晏彩霞 文鑫梅 +5 位作者 杨雪 陈洁 李倩 罗紫薇 丁聪 聂明华 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期3866-3876,共11页
水溶性有机质(WSOM)是环境中溶解性有机质(DOM)的重要组成部分,对WSOM化学特性的研究有助于了解环境中DOM对污染物环境归趋的作用.本文利用紫外-可见吸收光谱法(UV-vis)及三维荧光光谱法(3D-EEM)分析了3种不同来源沉积物的WSOM在不同种... 水溶性有机质(WSOM)是环境中溶解性有机质(DOM)的重要组成部分,对WSOM化学特性的研究有助于了解环境中DOM对污染物环境归趋的作用.本文利用紫外-可见吸收光谱法(UV-vis)及三维荧光光谱法(3D-EEM)分析了3种不同来源沉积物的WSOM在不同种类及浓度离子浸提液中的光谱特性差异,以揭示天然水化学离子种类及浓度对提取沉积物中WSOM光谱特性的影响.UV-vis光谱分析结果表明:①WSOM在SO4^2-及K^+浸提液中的溶解性有机碳(DOC)含量及其芳香度较高,在Cl^-及K^+浸提液中的有色溶解性有机质(CDOM)丰度高,在NO3^-、Na^+浸提液中的富里酸含量较高、分子量较小;②浸提液中WSOM的DOC含量及其芳香度、CDOM丰度随离子浓度增加呈先增后减的趋势,同时大颗粒WSOM比例逐渐增加.通过3D-EEM光谱数据结合平行因子分析法发现,沉积物(城市内湖)中WSOM主要由4种荧光组分组成,即可见腐殖酸(C1)、土壤富里酸(C2和C3)、微生物源类腐殖质(C4).4种荧光组分在SO4^2-、K^+浸提液中的荧光强度较高,且随离子浓度增加WSOM的荧光强度、类蛋白物质及类腐殖物质浓度均表现为高浓度受抑制的现象,这一点与吸收光谱数据一致. 展开更多
关键词 水溶性有机质(WSOM) 沉积物 紫外 可见吸收光谱 三维荧光光谱(3d EEM) 化学离子
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