[发明专利]一种基于三维荧光光谱法的水污染溯源检测方法

说明书

本发明涉及污水溯源检测领域，尤其是一种基于三维荧光光谱法的水污染溯源检测方法，包括以下步骤，获取水质检测区域的污染水样；对污染水样的荧光区域进行预处理；将污染水样中的物质分子概化为能级模型并对三维荧光图谱进行解析，最终确定污染水样中两个特征参数的关系；建立水域空间分布模型，创建溯源检测语义网络；将采集的污染水样的数据与水域空间分布模型进行匹配，完成溯源作业。利用三维荧光光谱法实现了对污染物的溯源，整个过程时间短、准确度高、结果可靠，克服了传统方法溯源过程中周期长、药品处理不当容易引起二次污染等问题；建立了水域空间分布模型，为污染物的溯源提供了便利条件。

技术领域

本发明涉及污水溯源检测领域，尤其涉及一种基于三维荧光光谱法的水污染溯源检测方法。

背景技术

水质安全与国计民生息息相关，随着工业化的快速推进与国民经济迅速发展,因环境问题引发的水污染事件频发,不少企业偷排漏排,对水体环境造成了巨大伤害,反映出我国水质监测存在监控薄弱、查找污染源缓慢等问题。

当前我国水质监测技术主要以理化监测技术为主，虽然这些传统的国家标准方法检测结果可靠性高且复现性好，但是在实际应用中具有很多不足，且若药品处理不当会对环境会造成二次污染，而且传统的化学方法一般检测周期都十分漫长，无法及时得到结果，难以及时追查污染源头，从而导致污染持续发生，难以高效治理。

三维荧光光谱检测方法具有灵敏度高、选择性好、响应快、检出限低等特点。荧光峰作为三维荧光识别污染物的典型指标,不同污染物荧光峰的位置与数量均不相同,通过整体相似度对比,当相似度90％,就可以判断污染物来源。

因此，设计一种基于三维荧光光谱法的水污染溯源检测方法来克服传统污染溯源方法所需时间长，且容易因观测误差导致检测结果有误的问题成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于三维荧光光谱法的水污染溯源检测方法。

本发明是通过以下技术方案予以实现：一种基于三维荧光光谱法的水污染溯源检测方法，包括以下步骤：

S1：获取水质检测区域的污染水样；

S2：对步骤S1中污染水样的荧光区域进行预处理；

S3：将污染水样中的物质分子概化为能级模型并对三维荧光图谱进行解析，最终确定污染水样中两个特征参数的关系；

S4：在步骤S3的基础上，建立水域空间分布模型，创建溯源检测语义网络；

S5：在步骤S4的基础上，将采集的污染水样的数据与水域空间分布模型进行匹配，完成溯源作业。

根据上述技术方案，优选地，对步骤S1中获取的污染水样记录编号以及经纬度值。

根据上述技术方案，优选地，S2中的预处理具体包括：

对三维荧光区域进行预处理：对荧光区域进行内滤效应校正；

进行瑞利散射预处理：使用离子水的荧光光谱减去污染水样的荧光光谱，将激发波长等于发射波长处的荧光数据设为0或设为非数值；

进行拉曼散射预处理：使用污染水样的荧光数据减去离子水的荧光光谱。

根据上述技术方案，优选地，S3中具体包括：

通过荧光分子会以释放辐射的形式从高能激发状态回到低能激发态的辐射跃迁的过程，将污染水样中的物质分子概化为能级模型，此时其扩充速率为：

其中，M为分子自发参数；M₁为荧光离子密度；S₁为分子激发速率；ω为激发速率；