【摘要】：水體COD的光譜學(xué)傳感技術(shù)是現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測的一個(gè)重要發(fā)展方向,與傳統(tǒng)的分析方法相比,光譜分析技術(shù)更具有可連續(xù)監(jiān)測、可在線監(jiān)測和檢測快速的明顯優(yōu)勢,適合對環(huán)境水樣COD的定點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測。分別獲取水樣的紫外吸收光譜和近紅外光譜,通過不同的光譜預(yù)處理方法結(jié)合偏最小二乘法、多元線性回歸法建立水樣的COD定量預(yù)測模型,對水體COD的紫外和近紅外光譜的定量預(yù)測及相關(guān)模型參數(shù)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)用S-G平滑處理后的紫外光譜和近紅外光譜建立的PLS模型均得到最佳預(yù)測效果,預(yù)測集R~2分別為0.992 1和0.987 7,RMSEP分別為10.438 6和5.972 0。紫外和近紅外光譜法的MLR模型預(yù)測效果較差,預(yù)測集R~2分別為0.928 0和0.957 3。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合對比分析,紫外吸收光譜在280~310nm譜區(qū)建模預(yù)測性能較好,近紅外光譜在7 250~6 870cm~(-1)譜區(qū)建模預(yù)測性能較好,紫外光譜對應(yīng)定量預(yù)測模型的決定系數(shù)較高,而近紅外光譜的穩(wěn)定性和重復(fù)性更好。研究表明光譜傳感技術(shù)可用于環(huán)境實(shí)際水體COD的定量預(yù)測分析,為開發(fā)便攜式水體檢測設(shè)備奠定了理論基礎(chǔ)。
[Abstract]:Spectroscopic sensing technology of water body COD is an important development direction of modern environmental monitoring. Compared with traditional analytical methods, spectral analysis technology has obvious advantages of continuous monitoring, on-line monitoring and rapid detection. It is suitable for spot real-time monitoring of environmental water sample COD. The ultraviolet absorption spectra and near infrared spectra of water samples were obtained respectively. The COD quantitative prediction model of water samples was established by using different spectral pretreatment methods combined with partial least square method and multivariate linear regression method. The quantitative prediction of UV and NIR spectra of water COD and the related model parameters were analyzed. It was found that the best prediction effect was obtained by using the UV spectrum and the NIR PLS model established by S-G smoothing. The prediction set RMS-EP was 10.438 6 and 5.972 0, respectively, which were 0.992 1 and 0.987 7 m ~ (-1), respectively. The prediction results of MLR model with UV and NIR spectra are poor, and the prediction set RP2 is 0.928 0 and 0.957 3 respectively. Through the comprehensive comparison and analysis of the experimental results, the modeling and prediction performance of UV absorption spectrum in 280~310nm spectrum region is better, that of near infrared spectrum is better in 7 250 ~ (6 870) cm ~ (-1) region, and the determinant coefficient of UV spectrum corresponding quantitative prediction model is higher. The stability and repeatability of NIR spectra are better. The results show that the spectral sensing technology can be used for quantitative prediction and analysis of COD in environmental water bodies, which lays a theoretical foundation for the development of portable water detection equipment.
【作者單位】： 北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心北京市農(nóng)林科學(xué)院;重慶郵電大學(xué);
【基金】：國家(863)計(jì)劃項(xiàng)目(2013AA10230202) 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31271614)資助
【分類號】：O657.3;X832

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