三维荧光光谱技术结合线性支持向量算法在水体有机污染监测中的应用

戴 源,谢继征,袁 静,沈 薇,郭宏达,孙小平,王志刚

1. 江苏省扬州环境监测中心， 江苏 扬州 225100 2. 扬州大学环境科学与工程学院， 江苏 扬州 225009

引 言

随着城市化进程的日益加快， 城市及周边地表水的污染源不断增加， 水质不断恶化， 对生态系统和人类健康构成威胁[1]。 城市及周边地表水中的有机污染物主要来自陆地生活源、 地表径流、 工业、 服务业、 养殖业和水生生物源污染， 以蛋白质、 氨基酸、 腐殖酸、 脂肪等有机污染物为主。 环境监测技术通过化学需氧量(CODCr)、 高锰酸盐指数(CODMn)、 氨氮(NH3-N)、 总磷(TP)、 总氮(TN)和五日生化需氧量(BOD5)等指标表征水体有机污染， 其中CODCr， CODMn和BOD5通常用于表示水体中有机污染物总量； NH3-N， TN和TP的含量升高会导致水体富营养化， 破坏生物多样性并产生臭味。

城市及周边地表水一直以来都是环境监测工作的重点， 但传统监测手段存在监测周期长、 采样缺乏代表性、 水样前处理复杂、 分析难度高等困难， 往往造成监测数据时空分布不足， 监测数据滞后等问题， 因此开发连续、 高效、 低耗的水质原位监测技术具有重要意义[2]。 近年来， 水体荧光光谱技术常被用来快速反演水体中TP， TN， NH3-N， BOD5和COD等指标[3-5]， 避免了化学试剂的使用和复杂的水样前处理过程。 三维荧光光谱技术可以在较宽的激发和发射波长范围内获取水体有机物丰富的光谱信息， 具有快速、 可靠、 实用的优点， 近年来被广泛应用于化学分析和环境监测领域。 Yang等[6]使用激发发射矩阵三维荧光平行因子法(EEM-PARAFAC)对污水处理……