水中矿物油三维荧光光谱分析的平行因子改进算法

摘要

目前，我国水环境现状令人堪忧，尤其是水中矿物油的污染。因此，快速准确的对矿物油进行检测分析，鉴别污染油的种类和含量，对水污染的处理和水质检测意义重大。　　三维荧光光谱技术与平行因子算法相结合是目前水质检测的方法之一。三维荧光光谱法测量得到的是荧光强度随激发波长和发射波长变化的三维矩阵。采用平行因子算法沿三个方向将三维数据进行分解，可同时获得激发矩阵、发射矩阵和浓度矩阵，实现对光谱存在重叠相似的水中污染油的定性与定量测量。但当核一致系数50％～80%时，对混合物的分析结果不可靠，针对这一问题对平行因子算法加以改进，提高对相近油类的识别。　　采用加号逆算法对传统平行因子算法的迭代公式加以改进，改进后的平行因子算法具有容纳误差的特性，并使得最小二乘解的求解方法简单、标准。用实验验证改进后平行因子算法的有效性和可靠性。实验采用市场上购买的-10＃柴油、0＃柴油、93＃汽油、97＃汽油和普通煤油溶于CCl4溶剂中的混合溶液，按不同浓度梯度分别配置成12组三组分混合实验样品和10组四组分混合实验样品。用荧光分光光度计扫描实验样品，获得三维荧光光谱数据。用改进前后的平行因子算法对三维数据进行分析，分解得到各主要成分的特征光谱和浓度矩阵。在核一致系数为75.3%的情况下，采用平行因子算法分析得到的三组份实验样品的特征光谱中的组分1最大激发发射波长为270/360nm，组分2为290/360nm，组分3为300/310nm。改进后平行因子算法的各组分最大激发发射波长分别为：380/440nm，285/455nm，375/410nm。而实际的97＃汽油的波峰位置是380/410nm，0＃柴油的波峰是375/410nm，普通煤油是285/340nm。对比平行因子算法改进前后的分析结果，改进后的平行因子算法分解得到的特征光谱与各主要成分的特征光谱更吻合，定性判断更准确，且回收率好，分析结果比较可靠。用改进后的平行因子算法分析四组分的实验样品，分析结果较好，进一步验证了改进后的平行因子算法的可靠性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

引言

第1章 绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.2水中矿物油检测方法

1.3荧光分析法检测水中油类物质的国内外研究现状

1.4课题主要研究内容

第2章 荧光机理

2.1荧光产生机理

2.2激发光谱与发射光谱

2.3影响荧光强度的因素

2.4荧光的产率与分子结构的关系

2.5荧光强度和溶液浓度的关系

2.6三维荧光光谱法

2.7荧光分析方法的特点与分类

第3章 平行因子算法及其改进算法

3.1化学计量学的发展

3.2Tucker 3方法和平行因子分析法

3.3平行因子组分数的确定

3.4平行因子算法的改进

第4章 水中矿物油三维荧光光谱的实验研究处理

4.1实验仪器介绍及样品配制

4.2纯矿物油有机物的三维荧光光谱

4.3 CCl4溶剂的三维荧光光谱

4.4 CCl4溶剂中矿物油有机物的三维荧光光谱

4.5实验数据处理

4.6实验样品的预测浓度与回收率

4.7实验结果分析

结论

参考文献

致谢

导师简介

作者简介

学位论文数据集