結合平行因子分析算法和模式識別方法的三維熒光光譜技術用于石油類污染物的檢測

孔德明， 宋樂樂， 崔耀耀， 張春祥， 王書濤

1. 燕山大學電氣工程學院， 河北 秦皇島 066004 2. 燕山大學信息科學與工程學院， 河北 秦皇島 066004 3. Department of Telecommunications and Information Processing, Ghent University, B-9000 Ghent, Belgium

引 言

近幾十年來， 石油產品作為重要的能源及化工原料在現代社會中發揮著不可替代的作用。 而隨著對能源需求的持續增長， 石油產品在開采、 使用、 運輸及儲存過程中不可避免地會存在發生泄露的可能性。 石油類污染物嚴重影響附近水域的生態環境， 造成附近水域范圍內植物、 魚類和浮游生物等生物的大量死亡， 間接影響人類的生命健康， 而越來越多受到人們的關注[1]。 針對石油類污染物的有效檢測和識別是處理溢油污染問題的前提基礎[2]。 因此， 研究一種快速、 高效的石油類污染物成分識別和分類的檢測手段， 對于有關部門及時展開應急處理和后續生態環境的治理恢復工作具有重要的現實意義。

目前， 針對石油類污染物進行檢測的方法主要有紅外光譜法、 氣相色譜法[3]、 紫外分光光度法[4]、 熒光光譜法[5]等。 其中， 三維熒光光譜法(excitation-emission matrix, EEM)具有分析速度快、 靈敏度高、 非破壞性， 以及能夠表征更多熒光光譜信息等優點， 成為一種用于石油類污染物檢測的重要手段[6]。 程朋飛等[7]利用三維熒光光譜法結合自加權交替三線性分解算法對多種石油類污染物進行了分析， 實現了對石油類污染物的成分識別和濃度預測。 楊麗麗等[8]利用三維熒光光譜法結合二階校正算法對石油類污染物進行了檢測， 實現了對石油類污染物的定性定量檢測。……