第34卷，第10期 2014年10月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 34 ,No. 10 -pp2804-2807
October,2014
基于LS-SVM紫外可见光谱检测水产养殖水体COD研究
刘雪梅，章海亮
华东交通大学土木建筑学院，江西南吕330013
摘要采用紫外可见（ultraviolet/visible，UV/Vis）光谱技术对水体中有机物浓度的指标化学需氧量(chemicaloxygendemand，COD)进行快速检测，将收集到的135份水样进行UV/VIS波段全光谱扫描，应用Savitzky-Golay（SG）平滑算法，经验模态分解算法（empiricalmodedecomposition，EMD）和小波分析(wavelettransform，WT)对提取出的光谱数据进行去除噪声处理，为了简化模型，PLSR建模得到的6个潜在变量(LVs)作为偏最小二乘支持向量机(LS-SVM)的输人建立COD预测模型，LS-SVM模型的预测集决定系数产为0.82，预测均方根误差RMSEP为14.82mg·L-。说明使用LVs作为LS-SVM建模输人，可
质参数的快速测定奠定了基础。
关键词紫外可见光谱；化学需氧量；潜在变量；偏最小二乘支持向量机
中图分类号：0433.5文献标识码：A
引言
DOI : 10, 3964 /j. issn. 1000-0593(2014 )10-2804-04
通过检测水中COD等物质含量来定级评价[】，Albrecht等分别采用UV技术和Vis技术检测污水中化学物质含量，赵友全等设计了一种基于紫外可见光谱的水质检测系统，各
水产食品为提高居民食物供给水平和促进经济增长做出了贡献，但是水产养殖造成的水质污染间题也日益严重，水质污染危害水存环境的同时也对食用受污染水产品后人类身体健康产生有很大威胁。在评价水体污染状况时，化学需氧量（chemicaloxygendemand，COD）是一项衡量水体有机物污染程度的重要指标。因此快速检测养殖水体中的COD浓度对于实现水产晶健康养殖至关重要，也为养殖废水的排放提供了依据。传统的COD测定方法包括重铬酸钾滴定法和快速消解分光光度法等，电化学方法和流动注射分析法等新方法也用于COD的测量，但这些方法都存在着分析时间长、需要消耗试剂、存在二次污染等风险。
紫外可见（ultraviolet/visible，UV/Vis）光谱是一种快速、低成本、无损分析技术，近年来已广泛应用于水质检测和气体污染物检测等。Drolc等用UV技术检测水中硝酸盐和亚硝酸盐氮含量水平0】，Langergraber等用UV/Vis技术结合PLS全谱建模方法检测水中COD含量2.3]，Kibbey等用UV技术检测自然状态下水里的激素水平和污染水平[4]， Aryal等用UV技术监测和评价污水处理厂水质处理水平，
收稿日期：2014-05-26，修订日期：2014-07-30
水样吸光度与COD线性拟合决定系数均大于0.9，本研究利用UV/Vis光谱技术对水产养殖水体中的COD值进行检测：采用PLSR建模得到的6个潜在变量(LVs)作为最小二乘支持向量机(least-squares support vector machine，LS-SVM）的输人建立COD预测模型，对水体中COD值进行快速检测。
实验部分 1
1.1仪器设备
试验采用的可见紫外光谱仪型号是Cary60（Agilent， USA），其光谱波段扫描范围为1901100nm。将采集到的水体样本放置在室内静置2h，在室温(25士1)℃条件下采集水样可见紫外光谱数据，基于去离子水方法做基线校正，水样的石英比色皿光程长度为10mm，采集水样在200～400 nm之间的吸收光谱，每个水样共扫描10次，取其平均值。光谱采集软件是CaryWinUVV5.O（Agilent，USA），变量选择程序和建模软件是Matlab2009a（MathWorks，USA），光谱预处理软件是UnscramblerV9.7(CAMO，Norway）。
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和江西省道路与铁道工程重点实验室项目(08TM09，12JD03)资助
作者简介：刘雪梅，女，1978年生，华东交通大学土木建筑学院副教授
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