三维荧光偏导数光谱结合平行因子算法对石油类混合油液的检测
2021-11-11陈晓玉孔德明
光谱学与光谱分析 2021年11期
陈晓玉,张 坤,孔德明
1.燕山大学信息科学与工程学院,河北 秦皇岛 066004 2.燕山大学电气工程学院,河北 秦皇岛 066004
引 言
石油在极大提高人类社会生产力的同时,也造成了严重的环境污染,其中海面溢油对海洋生态环境造成了严重破坏[1]。海面溢油通常是多种油类的混合油液,对混合油液组分进行准确有效的检测对于保护海洋生态环境具有重要意义[2]。石油类混合油液主要由烷烃、环烷烃以及芳香烃组成,由于芳香烃类物质具有荧光特性,不同油类中芳香烃的种类和含量不同,因此可以通过荧光检测的方法对混合油液的组分进行检测[3]。目前常用的检测方法有:气相色谱法、紫外光谱法、三维荧光光谱法等[4],其中三维荧光光谱检测方法具有简便、快捷、灵敏性高等特点,成为鉴别混合油液不同组分的重要手段[5]。
平行因子算法是将混合油液的三维荧光光谱矩阵分解为浓度矩阵A、发射光谱矩阵B和激发光谱矩阵C,用数学分离代替实际的化学分离,当数据噪声较小、三线性较好时,平行因子解析效果好[6]。但实际获得的混合油液三维荧光光谱由于数据信噪比较低、不同组分光谱重叠严重、数据三线性较差等问题,会造成平行因子算法解析效果不佳[5,7-8]。导数光谱具有消除背景干扰、提高分辨率、分离重叠光谱等优点,在二维光谱中得到了广泛应用[9]。目前在三维荧光导数光谱的研究中,杜树新等利用三维荧光导数光谱分析了纯组分有机物的种类和含量[10],但并未对混合溶液多组分进行检测;……
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