基于高光谱成像技术的环境微塑料检测的研究

发布时间：2021-05-10 17:44

　　环境中微塑料的污染正在引起全世界的关注,近几十年内关于海洋与陆地微塑料污染的研究和报告在逐渐增多。目前,微塑料颗粒可以通过拉曼光谱或傅里叶变换红外光谱精确检测,然而,检查过程必须对粒子单独分析,并先在视觉上识别可疑微塑料粒子。为了获得关于环境中微塑料污染物存在的可靠研究,必须分析大量的颗粒,使用目前的光谱检测技术将会消耗大量的时间。鉴于此,迫切地需要开发一种新检测技术,用于快速准确地确定和绘制海洋和土壤中微塑料的分布。本研究中使用高光谱成像技术作为检测方法,对土壤和海水中的微塑料污染物进行了直接有效的识别分类。研究使用波长范围为400-1000 nm的高光谱成像系统,获取包含不同材料的土壤样品高光谱图像。使用三种监督分类算法,支持向量机（Support Vector Machine,SVM）,马氏距离（Mahalanobis Distance,MD）和最大似然（Maximum Likelihood,ML）算法在高光谱图像上将微塑料识别出来。为了研究微塑料粒径和颜色的影响,本研究从土壤中提取了两种不同粒度范围（1-5 mm和0.5-1 mm）的白色和黑色聚乙烯（Polyethylene,... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 微塑料概述
    1.2 微塑料的检测方法
    1.3 高光谱成像技术与化学计量学算法
        1.3.1 高光谱成像技术
        1.3.2 化学计量学算法
    1.4 研究内容、目的与意义
2 土壤中微塑料检测
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 实验仪器和试剂
        2.2.2 样品采集
        2.2.3 微塑料的提取和鉴定
        2.2.4 样品准备
        2.2.5 数据分析
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 土壤样品中微塑料的分析
        2.3.2 高光谱图像分析
        2.3.3 粒径为1-5 mm聚乙烯微塑料的分类结果
        2.3.4 粒径为0.5-1 mm聚乙烯微塑料的分类结果
        2.3.5 常见微塑料验证模型的分类结果
    2.4 本章小结
3 海水中微塑料检测
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 实验仪器和材料
        3.2.2 样品采集和准备
        3.2.3 海水中和过滤海水后微塑料的检测
        3.2.4 增加微塑料类型对SVM分类结果的影响
        3.2.5 粒径对SVM分类结果的影响
        3.2.6 使用普通家用塑料聚合物对模型的验证
        3.2.7 高光谱图像的采集和分析
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 海水中和过滤海水后微塑料的检测
        3.3.2 增加微塑料类型对SVM分类结果的影响
        3.3.3 粒度对SVM模型分类结果的影响
        3.3.4 普通家庭微塑料的验证结果
    3.4 本章小结
4 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]微塑料吸附行为及对生物影响的研究进展[J]. 屈沙沙,朱会卷,刘锋平,朱英.  环境卫生学杂志. 2017(01)
[2]环境样品中微塑料的分析方法研究进展[J]. 王昆,林坤德,袁东星.  环境化学. 2017(01)
[3]海洋中微塑料的来源、分布及生态环境影响研究进展[J]. 孙承君,蒋凤华,李景喜,郑立.  海洋科学进展. 2016(04)



本文编号：3179789