基于可见_近红外光谱的水质pH值分析_杜艳红

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1、第51卷第3期湖北农业科学Vol．51No.32012年2月湖Hubei北Agricultural农业Sciences科学Feb2012．，20年12基于可见－近红外光谱的水质pH值分析杜艳红，张伟玉，杨仁杰，杨延荣，常若葵（天津农学院机电工程系，天津300384）摘要：利用光谱分析技术分析不同的水样pH值，并应用逐步回归法建立了564、670和732nm处水质的反射光谱吸收强度与其pH值之间的定量分析模型，模型的复相关系数R2＝0．99282，校正复相关系RAdj＝0．9760，定标标准误差S

2、EC＝0．174，预测误差SEP＝0．028，并通过了F验证，对连续、快速分析水质具有重要意义。关键词：可见－近红外光谱；pH值；逐步回归法；定量分析模型中图分类号：X832文献标识码：A文章编号：0439－8114（2012）03－0612-03AnalysisonpHinWaterbyVisible－NearInfraredSpectroscopyDUYan－hong，ZHANGWei－yu，YANGRen－jie，YANGYan－rong，CHANGRuo－kui（Departmentof

3、ElectromechanicalEngineering，TianjinAgriculturalUniversity，Tianjin300384，China）Abstract：AnewmethodwithspectroscopyanalysistodetectwaterpHwasdeveloped．Thequantitativeanalysismodelbe-tweenpHandthewaterreflectspectroscopyabsorptionintensityatthewaveleng

4、thof564，670and732nmwasestablishedbystepwiseregressionmethod．ThemodelpassedtheFverification，andmultiplecorrelationcoefficientwas0．9928，andre-visedmultiplecorrelationcoefficientwas0．9760，andcalibrationerrorsandpredicterrorswere0．174and0．028，whichplaysa

5、nimportantroleforcontinuesandrapidwateranalysis．Keywords：visible－nearinfraredspectroscopy；pH；stepwiseregressionmethod；quantitativeanalysismodel［5，6］pH值作为水的最基本性质，它可以影响水体的刘宏欣等基于近红外光谱建立了水中总氮、总磷［7］弱酸、弱碱的离解程度，降低氯化物、氨、硫化氢等的定量分析模型。杜艳红等基于可见－近红外光谱的毒性，对水质的变化、生

6、物繁殖的消长、腐蚀性、建立了水中氨氮的定量分析模型。本研究主要是从水处理效果等均有影响，是评价水质的一个重要参520～1182nm波长范围的可见－近红外反射光谱入［1］数，因此测定水体pH值具有重要意义。传统的玻手，考察水体pH值与其光谱吸收强度间的关系，应璃电极法，操作过程复杂且需添加化学试剂，这就用逐步回归法建立反射光谱与pH值的相关模型，导致了在测定水体pH值时不仅破坏了被检水样而实现水质pH值的分析，避免了周期长、破坏水样、且易产生误差，且检测周期长，无法保证监测的实不直观等传统方法的弊

7、端。时性。近年来，近红外光谱在环境监测尤其是水质1仪器与方法［2］检测方面也得到了应用，Wang等利用卫星遥感监测深圳水库水质的变化，应用可见－近红外光谱测1．1实验仪器量与标准方法测量相比较，测得总有机碳含量、生检测系统由计算机和可见－近红外光谱仪两部化需氧量和化学需氧量值有较高的相关性；何金成分组成，光谱仪采用的是美国海洋光学公司的［1，3］USB2000等为快速确定废水的污染程度，研究了运用近红光纤光谱仪。检测原理如图1所示，使用［4］LS－1外光谱法测量废水的有关成分含量。Stephen

8、s等钨卤灯发射光源，通过‘Y’形导光光纤的光入用近红外光谱建立了BOD5快速测量的预测模型。射端探头照射被测水样的同时，由反射光端口将反收稿日期：2011－08－16基金项目：天津农学院科学研究发展基金资助项目（2008N014）作者简介：杜艳红（1979－），女，辽宁盖州人，讲师，硕士研究生，主要从事检测与控制方面的教学与研究工作。（电话）18622262985（电子信箱）yanhong＿du＠163．com。第3期杜艳红等：基于可见－近红外光谱的水质pH值分析613射信号传给微型光谱仪USB