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基于荧光机理的水环境污染物检测识别及系统实现
  • 项目名称:基于荧光机理的水环境污染物检测识别及系统实现
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:60974115
  • 申请代码:F030303
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2010-01-01-2012-12-31
  • 项目负责人:王忠东
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:燕山大学
  • 批准年度:2009
中文摘要:

碳氢化合物等污染物泄漏、排放到自然水体中,将破坏生态环境并严重危害人们的身体健康。对水体中碳氢化合物种类的鉴别和浓度的测定是保证人群健康和生态安全的重要任务。课题研究一种新的基于荧光技术检测识别此类污染物的方法,结合光纤传感技术与CCD光谱探测技术解决荧光信号包含信息丰富但强度微弱的问题,拓展荧光检测技术应用领域;通过主成分分析算法、BP神经网络对三维荧光光谱特征的解读,解决对多组分碳氢化合物分类识别的问题,丰富和发展光谱分析技术的理论与实践。研究的仪器与系统可满足港口、各种工厂等容易发生污染物泄漏的单位及环保部门对方便、快捷检测水体污染物种类和浓度的需要,为采取及时、准确的方法治理污染提供科学依据,而其成本将远远低于国外进口的同类产品,使企业和环保部门摆脱对进口产品的依赖,将对我国环境监测、污染治理有重要的推动作用。

结论摘要:

碳氢化合物类的污染物质泄漏排放到自然水体中,会破坏生态环境并严重危害人们的身体健康,对各种碳氢化合物的识别与测量是环境监测和治理工作的重要内容。石油及其各种工业产品是最重要的碳氢化合物类污染物的来源,在石油的勘探、开采、运输、加工乃至消费过程中,均有大量石油类污染物被泄漏或排放至自然环境中。课题以石油类污染物作为碳氢化合物类污染物的代表,针对其种类识别和含量测量展开研究工作。荧光光谱分析技术是检测石油类碳氢化合物的重要手段。课题在充分研究被测物的荧光光谱特性的基础上,研究适用于石油类碳氢化合物的仪器系统,以及相应的数据分析算法。课题研究的主要成果包括设计了仪器系统的各个功能模块构成测量系统,并针对石油类碳氢化合物因组分复杂导致的荧光光谱重叠、难以区分、难以测量复杂混合体系中不同成分含量的问题,提出了结合荧光光谱技术与平行因子理论的测量方法并进行了实验论证。课题还研究了胶束增敏荧光方法测量水中复杂组分石油类污染物含量的方法。课题所研究仪器系统可以实现对水环境中多种石油类碳氢化合物荧光光谱的测量;平行因子分析方法应用于石油类碳氢化合物的检测,以数学分离代替化学分离,可以实现混合体系中石油类碳氢化合物成分的有效识别与测量;胶束增敏荧光方法可以解决石油类污染物在水中溶解度低、溶液不稳定难以精确测量的问题,结合平行因子分析方法,可以适用于类似石油类碳氢化合物的由复杂组分构成的有机物质的含量测量。石油类碳氢化合物的快速检测和分析,在及时发现石油类污染事故、鉴别污染来源种类、快速认定污染性质程度、追查污染事故责任等方面具有重要的实际应用价值;在定性的基础上实现准确定量测量,通过分析污染现场的样品,准确地评估污染程度,达到环境监测和污染防治的长期目的。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 29
  • 2
  • 0
  • 1
  • 0
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