基于可见_近红外光谱的水质中氨氮的分析

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1、第17卷第3期天津农学院学报Vol.17，No.32010年9月JournalofTianjinAgriculturalUniversitySeptember，2010文章编号：1008-5394（2010）03-0026-03基于可见—近红外光谱的水质中氨氮的分析杜艳红，杨岗，卫勇，刘源（天津农学院机电工程系，天津300384）摘要：氨氮是水体中的营养素，可导致水体质量恶化，出现富营养化现象，对鱼类及某些水生生物产生毒害，此现象已成为当今重大环境问题之一。本文利用光谱分析技术采集、分析了不同氨氮浓度的水样，并应用线性回归和偏最小二乘方法分析二者的相关关系，建立了水质中氨

2、氮含量与其2吸收光强的定量分析模型，模型的R为0.9772，SEC为0.1，SEP为0.08，并通过了F验证。本研究有效地分析了水中氨氮的含量，为水质检测奠定了基础。关键词：可见－近红外光谱；氨氮；线性回归；定量分析模型中图分类号：X832文献标识码：AAnalysisonAmmoniaNitrogeninWaterbyVisible-NearInfraredSpectroscopyDUYan-hong,YANGGang,WEIYong,LIUYuan（DepartmentofElectromechanicalEngineering,TianjinAgricultural

3、University,Tianjin300384,China）Abstract:Theammonianitrogenisthenutrientinthewater,butitcouldcausethewaterqualitydeteriorationandeutrophication，andhaspoisonouseffectsonsomehydrobiontandfishes.Andthisphenomenonhasbecomingaseriousenvironmentalproblemaroundtheworldnow.Inthispaper,thespectrala

4、nalysistechnologieswereusedtocollectandanalysethewatersampleswithdifferentammonianitrogenconcentration.Thenthequantitativeanalysismodelelaboratingtherelationshipbetweentheammonianitrogenconcentrationandthecorrespondingabsorptionspectrumwasestab1ishedwithlinear2regressionandpartia1leastsqu

5、ares.Thecorrelationcoefficient(R),standarderrorforcalibration(SEC)andpredictionerror(SEP)arerespectively0.9772,0.1and0.08inthemodelwhichhadpassedtheF-test.Theresearchesinthispapereffectivelyanalysetheammonianitrogenconcentrationandformthefoundationforthewaterqualitydetection.Keywords:visi

6、ble-nearinfraredspectroscopy;ammonianitrogen;linearregression;quantitativeanalysismodel在人类生活活动及工、农业发展的影响下，来，近红外光谱在环境尤其是水质方面也得到了[2]大量的生活污水和含氮工、农业废水排入水体，应用。WangYP等人利用卫星遥感监测深圳水使水体中有机氮和各种无机氮化合物含量增加，库水质的变化，应用可见－近红外光谱测量与实而氨氮是水体中的营养素，可引起藻类及其他浮地标准方法测量相比较，测得的总有机碳含量、游生物迅速繁殖，大量消耗水中溶解氧，导致水生化需氧量和化学需氧量

7、值有较高的相关性；何[3]体质量恶化，出现富营养化现象，对鱼类及某些金成、杨祥龙等人为快速确定废水的污染程度，水生生物有毒害，此现象已经成为当今的重大环研究了运用近红外光谱法测量废水化学需氧量的[1][4]境问题之一。传统分析方法测定周期长，手工可行性。美国StephensAB等人用近红外光谱建[5－6]操作复杂，容易产生误差，且均需添加化学试剂，立了BOD5快速测量的预测模型。刘宏欣等人这就导致了在测定水体中氨氮含量时不仅破坏了基于近红外光谱建立了总氮、总磷的多元线性回被检水样，而且易产生测定误差。目前，光谱技归定量分析模型