第30卷，第10期 2010年10月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.30,No.10.pp2624-2627
October，2010
近红外光谱（NIRS)技术快速测定湖泊沉积物营养组分研究
答逢宇1,2，霍守亮3，席北斗3·，李青芹3，刘鸿亮3
1.北京师范大学环境学院，北京100875
2.安徽师范大学环境科学学院，安徽芜朗241000 3，中国环境科学研究院，北京100012
摘要潮泊沉积物保存了潮泊环境演化的重要信息，但目前还没有建立起快速、准确的潮泊沉积物营养组分组合分析方法。该文利用近红外光谱(NIRS)技术，采用一阶导数、小波滤噪、正交信号校正、小波滤噪十正交信号校正、一阶导数十正交信号校正、正交信号校正十小波压缩6种光谱预处理技术和偏最小二乘（PIS)法相结合在国内建立了NIR光谱测定潮泊沉积物柱芯样品中总碳（TC)，总氨(TN)，总有机碳（TOC) 和总磷(TP)的校正模型，结果表明虽然NIR光谱校正模型对TOC的预测效果不理想，但一阶导数十正交信号校正光谱校正模型对TC和TN，正交信号校正光谱校正模型对TP的预测效果较好，预测相关系数分%809
和0.012%(TP)。该研究对于推动我国期泊况积物的究谱学特性研充具有重要意义。关键词近红外光谱（NIRS)，潮泊沉积物；营养物；光谱预处理；偏最小二乘(PLS)
中图分类号：Q657.3
引言
文献标识码：A
DOl: 10.3964/j.issn.1000-0593(2010)10-2624-04
选择的手段[13-16]。国外在潮泊沉积物NIR光谱分析方法、影响因素、光谱和沉积物指标之间的转换函数等方面还没有进行系统的研究，国内目前也没有开展相关研究。因此研究利
潮泊沉积物存储了潮泊环境演化的重要信息，可反映人为影响和白然因素导致的水质变化的信息-2)，在缺乏长时间序列水质资料的情况下，可利用沉积物来追潮泊养状态的变化["]。但是利用传统的实验室分析技术测定沉积物中能表征潮泊营养状态变化的代用指标时，需要对大量的沉积物样品进行物理、化学处理，不仅操作紫项，耗时费力，而且会对样品造成破坏，产生二次污染。近红外光谱法具有测试时间短，灵敏度高，不破坏样品，预处理简单等优点(")，遂渐被应用于食品5]，饲料["]、制药等工业的生产过程监测及产品质量控制和农业生产等领域。
近年来，一些研究者采用NIR技术在海洋和潮泊沉积物研究方面进行了初步的探索，将NIR和传统分析方法结合建立校准模型成功地预测了沉积物柱芯样品中的C，P，N， chi-a和硅藻等指标，大大降低了分析费用(711)。潮泊沉积物 NIR光谱也可作为"指纹鉴定沉积物时间或空间变化，可以较好地据示土地利用和输入对沉积物性质的影响2)。通过建立沉积物样品NIR光谱与潮泊水质参数间的转换函数，重建潮泊历史水质状况，为快速重建潮泊环境变化提供了可供
收稿日期：2009-11-16，修订日期：2010-02-18
用NIR光讲快速、准确测定潮泊沉积物中TC，TN，TOC和 TP的方法，建立潮泊沉积物的NIR光诺数据库，将为我国湖泊沉积物研究提供重要的分析手段。本研究以太潮沉积物柱芯样品NIR光诺分析为基础，采用一阶导数（first-order derivative，1D)、正交信号校正（orthogonal signal correction， OSC)、小波滤噪（waveletdenoise，WD)和小波压缩（wavelet compresion，WC)等光谱预处理方法和偏最小二乘（partial leastsquares，PLS)方法相结合建立了NIR定量校正模型，对分层沉积物柱芯样品中TC，TN，TOC和TP进行了预测，致力于建立一种快速的沉积物定量分析方法。
1材料与方法 1.1试验材料
采用分层沉积物底泥采样器采集了太湖两个点位的沉积物柱芯样品，柱长30cm，现场以1cm间隔分样，冷截保存。运同实验宰后一50℃冷冻干媒，研磨过180目筛，取两份样品，一份用于近红外分析，另一份用于分析沉积物中TN，
基金项目：国家科技重大专项项月(2009ZX07106-001)和国家重点基础研究发展计划项目（2008CB418206)资助作者简介：替逢宇，女，1979年生，安徽师范大学环境科学学院讲师
e-mail:zanfengyu@126.com; huoshouliang@126.com
*通讯联系人
万方数据
e-mail; xibeidou263, net