本文關(guān)鍵詞：基于CDOM光學(xué)參數(shù)建立近海富營養(yǎng)化快速評價技術(shù)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增加,大量富含氮、磷的工業(yè)廢水和城市生活污水排放入海,使我國近岸海域富營養(yǎng)化問題日漸突出,渤海、黃海、東海的富營養(yǎng)化問題更為嚴(yán)重。水體嚴(yán)重缺氧、有害有毒藻類的爆發(fā)、魚類和底棲動物的減少,嚴(yán)重影響了生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展。目前,富營養(yǎng)化評價方法是研究熱點之一,多用到營養(yǎng)鹽、化學(xué)需氧量(COD)等水質(zhì)參數(shù)的傳統(tǒng)富營養(yǎng)化評價方法在水質(zhì)評價中得到了廣泛的應(yīng)用。對近海富營養(yǎng)化狀況進(jìn)行實時、快速、準(zhǔn)確的監(jiān)測評價,也是海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的主要任務(wù)之一近年來,光學(xué)參數(shù)的測定具有快速、無催化、現(xiàn)場提取大量信息等的特性,使得三維熒光技術(shù)和紫外可見吸收技術(shù)在水質(zhì)監(jiān)測中得到了廣泛的應(yīng)用。因此,本文以建立渤海、黃海、東海等近岸海域的富營養(yǎng)化快速評價技術(shù)為目的,基于有色溶解有機(jī)物(CDOM)的紫外可見吸收光譜以及三維熒光光譜(EEMs),結(jié)合溫度(T)、鹽度(S)、溶解氧(DO)、葉綠素a(Chl a)、濁度(Tur)等可在線監(jiān)測的參數(shù),利用平行因子分析(PARAFAC)、偏最小二乘回歸(PLSR)、支持向量機(jī)(SVM)等化學(xué)計量學(xué)方法,建立中國近岸海域富營養(yǎng)化快速評價技術(shù)。論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：(1)以(富營養(yǎng)化狀態(tài)指數(shù))TRIX法對黃渤海航次、黃東海航次、東海航次的富營養(yǎng)化狀態(tài)進(jìn)行評價,結(jié)果表明三個航次的平均值分別為5.62、5.68、5.39。在渤海海域除黃河入�？诩爸苓吅Ｓ虮憩F(xiàn)為高富營養(yǎng)化水平,其它海域大多處于中等富營養(yǎng)化水平：在黃海,除周邊海域表現(xiàn)為中等富營養(yǎng)化狀態(tài),其它海域大多表現(xiàn)為低富營養(yǎng)化水平；在東海,長江口附近海域和杭州灣外海域富營養(yǎng)化程度較為嚴(yán)重,表現(xiàn)為高富營養(yǎng)化,其它海域均表現(xiàn)為低富營養(yǎng)化狀態(tài)。(2)用PARAFAC模型對渤海、黃海以及東海樣品的EEMs進(jìn)行解析,共解析出三個熒光組分：2個類腐殖質(zhì)組分Cl(340/435 nm) 和 C2(270(390)/500 nm),1個類蛋白質(zhì)組分C3(280/350 nm)。通過熒光組分和紫外可見吸收系數(shù)間的相關(guān)性分析可知,C1和C2有相同的來源,主要來自陸源。而C3有不同的來源,主要來自生物降解。(3)通過對渤海、黃海、東海海域的營養(yǎng)鹽參數(shù)與光學(xué)參數(shù)的相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)鹽參數(shù)與易測水質(zhì)參數(shù)DO、T、S、Tur、Chla以及光學(xué)參數(shù)中紫外吸收系數(shù)a220、a254、a270、a35。以及三維熒光組分C1、C2、C3具有不同程度的相關(guān)性�？偟膩碚f,渤海、黃海、東海海域的總氮(TN)、總磷(TP)與易測參數(shù)的相關(guān)性差異較大。但是代表無機(jī)因子的a220與TN、TP呈顯著性相關(guān),代表有機(jī)因子的a254、a270、a350、C1、C2、C3 與TN、TP也有不同程度的相關(guān)性。在這三個海域中,DO、Tur、Chla 和 TN、T P之間也存在不同程度的相關(guān)性。(4)本文基于水體中CDOM的紫外可見吸收系數(shù)a220、a254、a270、a350、三維熒光組分C1、C2、C3以及T、S、DO、Chla、Tur等可在線監(jiān)測的參數(shù),以TRIX指數(shù)值為參照,利用SVM和PLSR技術(shù)分別建立了渤海、黃海、東海的富營養(yǎng)化快速評價技術(shù)。基于SVM的富營養(yǎng)化快速評價技術(shù)對渤海、黃海、東海采集樣品的分類準(zhǔn)確率分別為100%、85.0%和90.5%；基于PLSR模型的富營養(yǎng)化快速評價技術(shù)對渤海、黃海、東海采集樣品的分類準(zhǔn)確率分別為100%、87.8%和88.9%。在我國近海,富營養(yǎng)化狀態(tài)受季節(jié)和陸源輸入的影響較為明顯。因此用溫度校正季節(jié)差異,鹽度校正陸源輸入的影響。結(jié)果表明,溫度、鹽度對模型的建立都有一定的影響。在渤海溫和黃海,溫度的影響較為顯著,鹽度的影響相對較�。辉邳S海,溫度對富營養(yǎng)化評價模型有顯著的作用。主要因為黃海建立模型時,用到6月份和11月份兩個季節(jié)的數(shù)據(jù),這兩個季節(jié)的溫度有一定差異,使得溫度在富營養(yǎng)化評價模型建立的過程中起顯著性作用。在東海,鹽度在富營養(yǎng)化快速評價技術(shù)的建立的過程中,作用較為顯著,而溫度的影響相對較小綜上所述,用溶解氧、溫度、鹽度、濁度、葉綠素a以及紫外吸收系數(shù)a220、a254、a270、a350以及三維熒光組分C1、C2、C3發(fā)展近海富營養(yǎng)化快速評價技術(shù)具有可行性。
【關(guān)鍵詞】：有色溶解有機(jī)物 三維熒光光譜 紫外可見吸收光譜 支持向量機(jī) 偏最小二乘回歸
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X820;X55
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 0 前言13-14
• 1 文獻(xiàn)綜述14-32
• 1.1 近海富營養(yǎng)化概述14-23
• 1.1.1 近海富營養(yǎng)化的成因及危害14-17
• 1.1.2 近海富營養(yǎng)化評價方法的研究進(jìn)展17-23
• 1.2 有色溶解有機(jī)物23-25
• 1.2.1 有色溶解有機(jī)物的研究進(jìn)展23
• 1.2.2 CDOM三維熒光組分與水質(zhì)參數(shù)的相關(guān)性23-24
• 1.2.3 紫外可見吸收參數(shù)與水質(zhì)參數(shù)的相關(guān)性24-25
• 1.3 光學(xué)參數(shù)在水質(zhì)監(jiān)測中的研究進(jìn)展25-26
• 1.4 統(tǒng)計分析技術(shù)26-30
• 1.4.1 平行因子分析(PARAFAC)26-27
• 1.4.2 偏最小二乘回歸(PLSR)27
• 1.4.3 支持向量機(jī)(SVM)27-30
• 1.5 本文研究目的和意義30-32
• 1.5.1 研究背景30
• 1.5.2 研究目的和意義30-31
• 1.5.3 研究內(nèi)容和技術(shù)路線31-32
• 2 材料與方法32-36
• 2.1 研究區(qū)域32-33
• 2.2 樣品采集、預(yù)處理和保存33
• 2.3 水質(zhì)參數(shù)分析33-34
• 2.3.1 TN、TP的測定33
• 2.3.2 葉綠素a的測定33-34
• 2.3.3 COD的測定34
• 2.4 光譜分析34-36
• 2.4.1 三維熒光光譜測定34
• 2.4.2 紫外可見吸收光譜測定34-36
• 3 近海富營養(yǎng)化狀況及參數(shù)間的相關(guān)性分析36-49
• 3.1 我國近海富營養(yǎng)化特征36-39
• 3.1.1 水質(zhì)參數(shù)特征36-38
• 3.1.2 我國近海富營養(yǎng)化特征評價38-39
• 3.2 三維熒光組分和紫外可見吸收分析39-42
• 3.2.1 PARAFAC分析三維熒光光譜39-40
• 3.2.2 光學(xué)參數(shù)的相關(guān)性分析40-42
• 3.3 營養(yǎng)鹽參數(shù)與光學(xué)參數(shù)的相關(guān)性分析42-47
• 3.3.1 渤海營養(yǎng)鹽參數(shù)與光學(xué)參數(shù)的相關(guān)性分析42-45
• 3.3.2 黃海營養(yǎng)鹽參數(shù)和光學(xué)參數(shù)的相關(guān)性分析45-46
• 3.3.3 東海營養(yǎng)鹽參數(shù)與光學(xué)參數(shù)的相關(guān)性分析46-47
• 3.4 渤海、黃海以及東海TN、TP與易測參數(shù)相關(guān)性差異47-48
• 3.5 小結(jié)48-49
• 4 快速實時富營養(yǎng)化評價模型的建立49-68
• 4.1 基于SVM的快速富營養(yǎng)化評價模型建立49-55
• 4.1.1 渤海富營養(yǎng)化快速評價技術(shù)的建立49-51
• 4.1.2 黃海富營養(yǎng)化快速評價技術(shù)的建立51-52
• 4.1.3 東海富營養(yǎng)化快速評價技術(shù)的建立52-55
• 4.1.4 小結(jié)55
• 4.2 基于PLSR的富營養(yǎng)化快速評價技術(shù)55-67
• 4.2.1 渤海富營養(yǎng)化快速評價技術(shù)的建立55-59
• 4.2.2 黃海富營養(yǎng)化快速評價技術(shù)的建立59-63
• 4.2.3 東海富營養(yǎng)化快速評價技術(shù)的建立63-67
• 4.2.4 PLSR模型的準(zhǔn)確性評價67
• 4.3 小結(jié)67-68
• 5 主要結(jié)論與創(chuàng)新點68-70
• 5.1 主要結(jié)論68-69
• 5.2 創(chuàng)新與特色69
• 5.3 前景及展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-83
• 致謝83-84
• 個人簡歷84
• 學(xué)術(shù)論文發(fā)表84

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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  本文關(guān)鍵詞：基于CDOM光學(xué)參數(shù)建立近海富營養(yǎng)化快速評價技術(shù)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：366923