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矿物油三维荧光光谱的实验数据分析方法研究

发布时间:2018-08-29 16:27
【摘要】:在地球水源遭到日益严峻污染的众多原因中,尤以矿物油造成的水污染最为严重,管理和监测最困难。因此,对水中矿物油含量的准确和高效的检测对维护人类和环境的可持续发展具有重要的研究价值。由于荧光光谱检测技术具有精度高和选择性高等优点成为矿物油污染物检测的主要方法。本研究分析了常用的0#柴油、95#汽油和普通煤油的荧光光谱特性和一些限制荧光分析灵敏度的问题,如光谱仪存在的仪器响应、光电倍增管产生的噪声以及四氯化碳溶剂产生的瑞利散射光等对测得的荧光光谱的影响。并将平行因子分析法与三维荧光光谱技术相结合对矿物油混合物进行检测分析。为减少荧光光谱中存在噪声信号、散射光等不相关信号的影响,对光谱信号进行了预处理。通过光谱校正实验操作消除了荧光光谱仪的仪器响应的影响;采用小波变换对三维荧光光谱数据进行去噪处理,实现了对由光电倍增管产生的高频信号的平滑滤波保留了有效信息;应用空白扣除法去除了瑞利散射光。用四氯化碳溶剂稀释矿物油的标准溶液混合配置成不同浓度的实验样品集,应用日立F-7000荧光光度计获得各样品的三维荧光数据,应用平行因子分析法对测得的三种矿物油混合物样品溶液的光谱进行分解计算,结果表明平行因子分析法能够实现对光谱重叠严重、矿物油混合物成分相同或相似的主要物质的快速成分识别和各个成分浓度的精确测定。
[Abstract]:Among the many causes of the increasingly serious pollution of the earth's water sources, mineral oil is the most serious water pollution and the most difficult to manage and monitor. Therefore, accurate and efficient detection of mineral oil content in water is of great value in maintaining the sustainable development of human and environment. Because of the advantages of high precision and high selectivity, fluorescence spectroscopy has become the main method for the detection of mineral oil pollutants. In this study, we analyzed the fluorescence spectrum characteristics of ordinary kerosene and diesel oil in general, and some problems limiting the sensitivity of fluorescence analysis, such as the instrument response of spectrometer. The effects of noise from photomultiplier tubes and Rayleigh scattering from carbon tetrachloride solvents on the fluorescence spectra were investigated. Parallel factor analysis and three-dimensional fluorescence spectroscopy were combined to detect and analyze mineral oil mixture. In order to reduce the influence of noise, scattered light and other uncorrelated signals in the fluorescence spectrum, the spectral signals were pretreated. The influence of the instrument response of the fluorescence spectrometer is eliminated by spectrum correction experiment, and the three dimensional fluorescence spectrum data are de-noised by wavelet transform. The smooth filtering of high frequency signal generated by photomultiplier tube is realized, and the Rayleigh scattering light is removed by using blank deduction method. Using carbon tetrachloride solvent to dilute the standard solution of mineral oil, the three dimensional fluorescence data of each sample were obtained by using Hitachi F-7000 fluorescence photometer. Parallel factor analysis was used to decompose and calculate the spectra of the three mineral oil mixtures. The results show that the parallel factor analysis method can achieve serious spectral overlap. Rapid component identification and accurate determination of concentrations of major substances of the same or similar composition of mineral oil mixtures.
【学位授予单位】:华北理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X52;O657.3

【参考文献】

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本文编号:2211759

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