基于SPA和多分类SVM的紫外-可见光光谱饮用水有机污染物判别方法研究

快速、有效地识别饮用水中污染物类别对于降低突发饮用水污染事件影响十分重要。目前基于紫外-可见光光谱法的饮用水污染物判别模型大多使用主成分分析(PCA)进行特征提取,然而,对于光谱相似度较高的有机污染物,仅从数据驱动的角度提取其方差最大的方向作为特征进行识别效果往往不佳。针对有机污染物光谱数据多重共线性以及谱峰重叠干扰的问题,开展了基于连续投影算法(SPA)和多分类支持向量机(M-SVM)的紫外-可见光光谱饮用水有机污染物判别方法研究。首先,使用紫外光谱仪测量苯酚、对苯二酚、间苯二酚和间苯二胺的原始光谱数据并进行预处理,在对四种污染物进行了波长与浓度的相关关系对比分析后,发现苯酚和间苯二酚、对苯二酚和间苯二胺的谱峰重叠较为严重;特征提取时,引入SPA筛选有机污染物紫外-可见光光谱数据的特征波长组合,并对不同波长个数时的光谱吸光度进行多元线性回归分析,选取对应最小预测标准偏差的参数及波段组合作为最优参数组合;基于最优特征波长组合,构建基于多分类SVM的饮用水有机污染物分类识别模型;最后,对比分析了全光谱、 PCA及SPA特征提取后的光谱数据在不同分类方法及不同污染物浓度下的分类效果,进一步说明了SPA的适用性和稳定性。实验结果表明, SPA作为一种提取光谱数据原始特征波段的方法,可以有效的对有机污染物的紫外-可见光光谱进行特征提取,提升不同物质之间的差异,在一定程度上消除多重共线性和谱峰重叠干扰,从而提高分类模型的准确率。该方法对于解决饮用水中谱峰重叠的污染物类型判别问题具有参考价值。

利用KO^＊C值判别杭州市地面水中多环芳烃污染来源

测定了 2 0 0 2年 12月杭州市钱塘江和运河杭州段地面水、底泥和土壤中 10种多环芳烃的含量 ,计算了底泥和土壤中PAHs富集倍数K和有机碳标化表观分配系数K OC.结果表明 ,地面水中PAHs总浓度范围为 1 10 4～ 9 6 6 3μg·L-1,底泥中为132 7～ 7343μg·kg-1(干重 ) ,土壤为 5 9 71～ 2 19 5 μg·kg-1(干重 ) ,污染较为严重 .钱塘江底泥PAHs的K值随水流而降低 ,而运河杭州段则增大 .钱塘江底泥和土壤的K OC比值接近 1,PAHs主要来自土壤淋溶输入 ,污染历史不长 .运河在城区 (如拱宸桥和卖鱼桥 )的K OC比值远大于 1,地面径流输入少 ,而工业排放输入多 ,且污染历史较长 .

基于高阶谱法作物重金属污染元素判别与污染程度诊断

基于不同铜离子(Cu^(2+))和铅离子(Pb^(2+))胁迫梯度下玉米叶片光谱微分数据,结合高阶谱估计与灰度-梯度共生矩阵(Gray gradient co-occurrence matrix,GGCM)的特征提取方法,提出了Cu^(2+)和Pb^(2+)污染定性分析、污染元素种类识别和污染程度诊断的方法。首先,测量了不同胁迫梯度下玉米叶片光谱数据以及叶片中富集的Cu^(2+)、Pb^(2+)含量;然后,利用高阶谱估计的ARMA模型参数法对各类玉米叶片微分光谱数据序列进行双谱估计,得到bisp_rts和bisp_qs矩阵及其相应的双谱三维图,从而可以直观可视地定性分析玉米是否已受Cu^(2+)和Pb^(2+)污染,辨别出Cu^(2+)或Pb^(2+)污染的元素类别;最后,构造bisp_rts和bisp_qs矩阵相应的GGCM,通过提取各GGCM的纹理参量特征值,诊断玉米叶片受Cu^(2+)和Pb^(2+)的污染程度。实验结果表明:高阶谱估计可以定性分析玉米老叶(O)、中叶(M)、新叶(N)是否已受Cu^(2+)和Pb^(2+)污染,也可辨别出O、M叶片所受Cu^(2+)或Pb^(2+)污染的元素类别;bisp_rts矩阵的灰度分布不均匀性(T1)、能量(T2)特征值均能反映O、M叶片中Pb^(2+)含量的变化,能较好地诊断O、M叶片中Pb^(2+)的污染程度,而bisp_qs矩阵的小梯度优势(T3)特征值能反映O、M叶片中Cu^(2+)含量的变化,能较好地诊断O、M叶片中Cu^(2+)的污染程度。

污染模型判别分析

本文讨论污染参数模型可识别条件及判别,对污染指数分布使用通常的似然判别,建立了条件错判概率的大样本性质.

环境质量评价中关键污染因子的确定方法

介绍了几种在环境质量评价中关键污染因子的确定方法 ,在此基础上提出了一种新的关键污染因子的确定方法———动态污染指数判别法。经过实例运用分析表明 ,该方法物理意义明确 ,简便易用。通过对某个时间段内污染物原始监测数据的灰色处理 ,从动态演变中找出关键因子 ,客观地判别各污染因子所起的作用 ,对各因子在下一个时间段的发展趋势作出预测判断 。

土壤样品中有机组分的测定及其在砂岩型铀矿床中的应用

采用超声萃取技术提取土壤样品中烷烃有机组分,并结合GC-MS进行了定性和定量测定,对正构烷烃的最低检出限达ng/g数量级,方法操作简便,可实现对地化样品的批量分析测试。对努和廷砂岩型铀矿床局部地区地表土壤样品中烷烃组分测定结果分析发现,参数∑C22-/∑C23+、OEP在矿体正上方与矿体外围上方的土壤存在显著差异。样品中Pr/C17、Ph/C18的异常为石油开采过程所引入的污染所致,该参数可作为土壤是否受石油污染的判别依据。

牡丹江市黑臭水体治理分析

牡丹江市湖泡多位于市内,成为城市一景,由于历史原因周边雨水、污水均汇于湖泡,造成湖泡水体黑臭,严重影响周边居民生活,随着城市发展黑臭水体治理已经刻不容缓。文章分析牡丹江黑水治理的方法。黑臭水体湖泡治理对湖底淤泥进行清淤,防止二次污染;对两岸污水进行全面截污,将污水截入到市政截污管线;同时实施河湖连通工程,启动泵站提水,串活各湖的水体,增强各湖的自净能力。

镉稳定同位素研究进展

Cd具有挥发性和亲硫性,在海洋环境中Cd为微量营养元素,而在生态环境及农业土壤环境中Cd为有毒元素。因此,镉同位素被应用于海洋科学、地球科学、环境科学及农业科学研究,并展现出巨大的应用潜力。本文总结了近年来富含有机质的环境样品、植物样品和生物样品的消解方法,以及Cd分离纯化及双稀释剂校正方法的研究进展。采用微波、高压灰化和高氯酸消解等样品前处理方法均可消除有机质对镉同位素测定的影响;基于AG MP-1(M)树脂-盐酸淋洗体系可有效分离基体及干扰元素,不会导致镉同位素分馏;^(111 )Cd-^(113 )Cd同位素双稀释剂校正体系的测试精度高,可达0.1εCd/amu。同时,本文阐述了镉同位素在海洋科学、地球科学、环境科学及农业科学领域研究的最新进展和认识。镉同位素已成功应用于构建海洋生物地球化学Cd循环体系、反演古海洋环境及初级生产力变化,硫化物矿床成矿流体演化、成矿物质来源示踪及不同成因矿床类型判别研究,环境体系Cd污染源的源区判别、农田面源Cd来源及其运移、循环及储存机制研究。本文提出需要进一步开展镉同位素分馏机制及分馏模型的研究,构建Cd稳定同位素地球化学体系。