基于高光譜成像技術(shù)的環(huán)境微塑料檢測的研究
發(fā)布時間:2021-05-10 17:44
環(huán)境中微塑料的污染正在引起全世界的關(guān)注,近幾十年內(nèi)關(guān)于海洋與陸地微塑料污染的研究和報告在逐漸增多。目前,微塑料顆?梢酝ㄟ^拉曼光譜或傅里葉變換紅外光譜精確檢測,然而,檢查過程必須對粒子單獨(dú)分析,并先在視覺上識別可疑微塑料粒子。為了獲得關(guān)于環(huán)境中微塑料污染物存在的可靠研究,必須分析大量的顆粒,使用目前的光譜檢測技術(shù)將會消耗大量的時間。鑒于此,迫切地需要開發(fā)一種新檢測技術(shù),用于快速準(zhǔn)確地確定和繪制海洋和土壤中微塑料的分布。本研究中使用高光譜成像技術(shù)作為檢測方法,對土壤和海水中的微塑料污染物進(jìn)行了直接有效的識別分類。研究使用波長范圍為400-1000 nm的高光譜成像系統(tǒng),獲取包含不同材料的土壤樣品高光譜圖像。使用三種監(jiān)督分類算法,支持向量機(jī)(Support Vector Machine,SVM),馬氏距離(Mahalanobis Distance,MD)和最大似然(Maximum Likelihood,ML)算法在高光譜圖像上將微塑料識別出來。為了研究微塑料粒徑和顏色的影響,本研究從土壤中提取了兩種不同粒度范圍(1-5 mm和0.5-1 mm)的白色和黑色聚乙烯(Polyethylene,...
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 微塑料概述
1.2 微塑料的檢測方法
1.3 高光譜成像技術(shù)與化學(xué)計(jì)量學(xué)算法
1.3.1 高光譜成像技術(shù)
1.3.2 化學(xué)計(jì)量學(xué)算法
1.4 研究內(nèi)容、目的與意義
2 土壤中微塑料檢測
2.1 引言
2.2 材料與方法
2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑
2.2.2 樣品采集
2.2.3 微塑料的提取和鑒定
2.2.4 樣品準(zhǔn)備
2.2.5 數(shù)據(jù)分析
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 土壤樣品中微塑料的分析
2.3.2 高光譜圖像分析
2.3.3 粒徑為1-5 mm聚乙烯微塑料的分類結(jié)果
2.3.4 粒徑為0.5-1 mm聚乙烯微塑料的分類結(jié)果
2.3.5 常見微塑料驗(yàn)證模型的分類結(jié)果
2.4 本章小結(jié)
3 海水中微塑料檢測
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和材料
3.2.2 樣品采集和準(zhǔn)備
3.2.3 海水中和過濾海水后微塑料的檢測
3.2.4 增加微塑料類型對SVM分類結(jié)果的影響
3.2.5 粒徑對SVM分類結(jié)果的影響
3.2.6 使用普通家用塑料聚合物對模型的驗(yàn)證
3.2.7 高光譜圖像的采集和分析
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 海水中和過濾海水后微塑料的檢測
3.3.2 增加微塑料類型對SVM分類結(jié)果的影響
3.3.3 粒度對SVM模型分類結(jié)果的影響
3.3.4 普通家庭微塑料的驗(yàn)證結(jié)果
3.4 本章小結(jié)
4 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]微塑料吸附行為及對生物影響的研究進(jìn)展[J]. 屈沙沙,朱會卷,劉鋒平,朱英. 環(huán)境衛(wèi)生學(xué)雜志. 2017(01)
[2]環(huán)境樣品中微塑料的分析方法研究進(jìn)展[J]. 王昆,林坤德,袁東星. 環(huán)境化學(xué). 2017(01)
[3]海洋中微塑料的來源、分布及生態(tài)環(huán)境影響研究進(jìn)展[J]. 孫承君,蔣鳳華,李景喜,鄭立. 海洋科學(xué)進(jìn)展. 2016(04)
本文編號:3179789
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 微塑料概述
1.2 微塑料的檢測方法
1.3 高光譜成像技術(shù)與化學(xué)計(jì)量學(xué)算法
1.3.1 高光譜成像技術(shù)
1.3.2 化學(xué)計(jì)量學(xué)算法
1.4 研究內(nèi)容、目的與意義
2 土壤中微塑料檢測
2.1 引言
2.2 材料與方法
2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑
2.2.2 樣品采集
2.2.3 微塑料的提取和鑒定
2.2.4 樣品準(zhǔn)備
2.2.5 數(shù)據(jù)分析
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 土壤樣品中微塑料的分析
2.3.2 高光譜圖像分析
2.3.3 粒徑為1-5 mm聚乙烯微塑料的分類結(jié)果
2.3.4 粒徑為0.5-1 mm聚乙烯微塑料的分類結(jié)果
2.3.5 常見微塑料驗(yàn)證模型的分類結(jié)果
2.4 本章小結(jié)
3 海水中微塑料檢測
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和材料
3.2.2 樣品采集和準(zhǔn)備
3.2.3 海水中和過濾海水后微塑料的檢測
3.2.4 增加微塑料類型對SVM分類結(jié)果的影響
3.2.5 粒徑對SVM分類結(jié)果的影響
3.2.6 使用普通家用塑料聚合物對模型的驗(yàn)證
3.2.7 高光譜圖像的采集和分析
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 海水中和過濾海水后微塑料的檢測
3.3.2 增加微塑料類型對SVM分類結(jié)果的影響
3.3.3 粒度對SVM模型分類結(jié)果的影響
3.3.4 普通家庭微塑料的驗(yàn)證結(jié)果
3.4 本章小結(jié)
4 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]微塑料吸附行為及對生物影響的研究進(jìn)展[J]. 屈沙沙,朱會卷,劉鋒平,朱英. 環(huán)境衛(wèi)生學(xué)雜志. 2017(01)
[2]環(huán)境樣品中微塑料的分析方法研究進(jìn)展[J]. 王昆,林坤德,袁東星. 環(huán)境化學(xué). 2017(01)
[3]海洋中微塑料的來源、分布及生態(tài)環(huán)境影響研究進(jìn)展[J]. 孫承君,蔣鳳華,李景喜,鄭立. 海洋科學(xué)進(jìn)展. 2016(04)
本文編號:3179789
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