[发明专利]一种测定水体中溶解性有机碳浓度的方法和装置

说明书

本说明书实施例公开了一种测定水体中溶解性有机碳浓度的方法和装置，该方案包括：测定待测水体中有色可溶性有机物CDOM的光吸收光谱；基于所述光吸收光谱计算所述CDOM在第一预定波长处的光吸收系数a_{第一预定波长}、在第二预定波长处的吸光度与在第三预定波长处的吸光度的比值M；测定所述待测水体中CDOM的三维荧光光谱；解析所述三维荧光光谱中各荧光组成的相对含量及所述各荧光组成之间的比值；基于所述光吸收系数a_{第一预定波长}、所述在第二预定波长处的吸光度与在第三预定波长处的吸光度的比值M、所述各荧光组成的相对含量和所述各荧光组成之间的比值，利用训练后的随机森林回归模型计算所述待测水体中DOC的浓度。本发明技术方案能够解决时空跨度大的水体中DOC浓度计算问题，并且计算效率高。

技术领域

本申请涉及水体环境监测和评价技术领域，尤其涉及一种测定水体中溶解性有机碳浓度的方法和装置。

背景技术

溶解性有机碳DOC代表了海洋中第二大生物活性碳，虽然DOC存储量在内陆水体中具有不确定性，但其在区域性尺度上对气候变化和人类的影响不可小觑。了解DOC的库存量及其迁移转化有助于更好地研究全球碳循环以及气候变化，而这需要大尺度和长时间序列的DOC数据。现有技术中，目前常规的DOC测定方法多限于室内仪器测定分析，这种测定方法在测定分析过程中会产生废弃水体，从而造成环境污染，并且这种试验分析方法只能得到数量有限且离散分布的数据，不能获取长时间序列和大尺度空间上的DOC含量数据。

因此，如何提供一种能够适用于时空跨度大的水体中DOC浓度计算且计算效率高的方法，是需要解决的技术问题。

发明内容

本说明书实施例提供一种测定水体中溶解性有机碳浓度的方法，以能够解决时空跨度大的水体中DOC浓度的计算问题。

为解决上述技术问题，本说明书实施例是这样实现的：

本说明书实施例提供的一种测定水体中溶解性有机碳浓度的方法，包括：

测定待测水体中有色可溶性有机物CDOM的光吸收光谱；

基于所述CDOM的光吸收光谱计算所述有色可溶性有机物CDOM在第一预定波长处的光吸收系数a_{第一预定波长}、在第二预定波长处的吸光度与在第三预定波长处的吸光度的比值M；

测定所述待测水体中有色可溶性有机物的三维荧光光谱；

解析所述三维荧光光谱中各荧光组成的相对含量及所述各荧光组成之间的比值；

基于所述光吸收系数a_{第一预定波长}、所述在第二预定波长处的吸光度与在第三预定波长处的吸光度的比值M、所述各荧光组成的相对含量和所述各荧光组成之间的比值，利用训练后的随机森林回归模型计算所述待测水体中溶解性有机碳DOC的浓度。

优选的，所述三维荧光光谱中各荧光组成的相对含量包括：陆源性类腐殖质的相对丰度C1r、微生物作用类腐殖质相对丰度C2r和类蛋白物质的相对丰度C3r；

所述各荧光组成之间的比值包括：所述陆源性类腐殖质荧光强度C1与所述微生物作用类腐殖质荧光强度C2的比值C1/C2、所述微生物作用类腐殖质荧光强度C2与所述类蛋白物质荧光强度C3的比值C2/C3、所述陆源性类腐殖质荧光强度C1与所述类蛋白物质荧光强度C3的比值C1/C3。

优选的，所述训练后的随机森林回归模型f为：

DOC_浓度＝f(C1r、C2r、C3r、C1/C2、C2/C3、C1/C3、a_{第一预定波长}、M)。

优选的，所述利用训练后的随机森林回归模型计算所述待测水体中溶解性有机碳DOC的浓度，之前还包括：

在典型水文季节采集若干份水体样本；