第30卷，第3期 2010年3月
光诺学与光谱分析 Spectroscopy and Spcctral Analysis
Vol.30,No.3,pp663-666
March,2010
衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术结合模式识别进行油品鉴别
刘倩1.2，孙培艳2.3，高振会2,3，蔡文生"，邵学广1 1.南开大学化学学院，天津300071
2.国家海洋局海洋溢油鉴别与损害评估技术重点实验室，山东青岛266033 3.国家海洋局北海环境监测中心，山东青岛266033
摘要海洋溢油是主要环境灾害之一，而且近年来其发生频率呈上升趋势。快速地对油品进行种类鉴别、来源评估有利于及时采取应急措施，因此具有重要意义。采用衰减全反射傅里叶变换红外光谱法（ATR-FT IR)对25种不同来源的油品进行了检测，用不同数据预处理方法对原始光谱进行了预处理，继而用主成分
波变换(CWT)方法进行数据预处理可以提高分类的准确性，使分类结果与油样的实际来源一致。该方法对正构烷烃差异较大的油品进行了很好的区分，但对差异较小的油品其分辨能力仍有一定局限性。因此提供
了一种快速的油品鉴别方法，可用于溢油事件的初步鉴定，从而为油品的进一步鉴定提供有用信息。关键词油品；分类；衰减全反射傅里叶变换红外光谱；主成分分析；系统聚类分析
中图分类号：O657.3文献标识码：ADOI：10.3964/j.isn.1000-0593(2010)03-0663-04
可以提供官能团、化合物类别等结构信息，信号强，且结合
引言
在海洋石油勘探与开发工作中，极易因试油、运输、储存及其他原因造成突发性溢油事件，不仪对海洋造成严重的污染，面且会对周围的人类、动物、植物都造成不同程度的危害。因此对石油样品进行快速、准确的分析，进而对样品进行来源鉴定、评估尤为重要。目前油类分析的主要方法有气相色谱-质谐法13、气相色谱-火焰离子化检测器]、红外光谱法"]、紫外光谱法、荧光法"]、同位素质谱法、重量分析法间等。
红外光谱法作为一种快速、经济的油品分析方法，在实验室溢油鉴定中应用较早。随着便携式红外光谱仪的诞生，其能进行原位分析，红外光谱技术开始用于石油现场快速排查(10-。近年来，化学计量学发展迅速，近红外光谱结合模式识别方法在油品鉴别工作中也已有了重要应用。
衰减全反射傅里叶变换红外光谱法（ATR-FTIR）克服了传统的透射方法制样操作，使样品不需要前处理即可进行测定，大大地提高了样品分析速度。更重要的是，ATR-FTIR
模式识别方法可以从数据中最大限度地提取信息，并按照样品的某种性质对样品集进行分类。Andrate课题组曾将此方法应用到油品的类别鉴定中，对“威望”号（Prestige)油轮燃料油准漏事件中的相关油品进行了快速鉴定，并对油品在不同条件的风化进行了监控(1214)，但是油类样品基质复杂，光谱背景较高，且测量条件的变化易使光谱漂移，会影响分类结果的准确性。因此，利用ATR-FTIR结合模式识别方法进行油品鉴别时，进行数据预处理很重要，但目前有关此类工作的报道还很少。
本文片在选取合适的数据预处理方法，减小背景和噪声的影响，从而提高分类结果的准确性。本工作采用ATR-FT-IR对25种不同来源的油样进行检测后，采用多种数据预处理方法对原始光谱进行背景校正和背景扣除，然后用主成分分析(PCA)和系统案类分析(HCA)对样品进行了分类。结果表明多元散射校正(MSC)[15]和连续小波变换(CWT)[16.17]预处理方法可以提高分类的准确性，且分类结果与油样的实际来源一致。
收稿日期：2009-03-18，修订日期：2009-06-22
基金项目：国家自然科学基金项目(20775036)和国家海洋局海洋溢油鉴别与损害评估技术重点实验室课题项目(200816)资助
作者简介：刘对情，女，1983年生，南开大学化学学院在读硕士研究生
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