基于高光譜成像技術(shù)的環(huán)境微塑料檢測(cè)的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-10 17:44
環(huán)境中微塑料的污染正在引起全世界的關(guān)注,近幾十年內(nèi)關(guān)于海洋與陸地微塑料污染的研究和報(bào)告在逐漸增多。目前,微塑料顆粒可以通過拉曼光譜或傅里葉變換紅外光譜精確檢測(cè),然而,檢查過程必須對(duì)粒子單獨(dú)分析,并先在視覺上識(shí)別可疑微塑料粒子。為了獲得關(guān)于環(huán)境中微塑料污染物存在的可靠研究,必須分析大量的顆粒,使用目前的光譜檢測(cè)技術(shù)將會(huì)消耗大量的時(shí)間。鑒于此,迫切地需要開發(fā)一種新檢測(cè)技術(shù),用于快速準(zhǔn)確地確定和繪制海洋和土壤中微塑料的分布。本研究中使用高光譜成像技術(shù)作為檢測(cè)方法,對(duì)土壤和海水中的微塑料污染物進(jìn)行了直接有效的識(shí)別分類。研究使用波長(zhǎng)范圍為400-1000 nm的高光譜成像系統(tǒng),獲取包含不同材料的土壤樣品高光譜圖像。使用三種監(jiān)督分類算法,支持向量機(jī)(Support Vector Machine,SVM),馬氏距離(Mahalanobis Distance,MD)和最大似然(Maximum Likelihood,ML)算法在高光譜圖像上將微塑料識(shí)別出來。為了研究微塑料粒徑和顏色的影響,本研究從土壤中提取了兩種不同粒度范圍(1-5 mm和0.5-1 mm)的白色和黑色聚乙烯(Polyethylene,...
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 微塑料概述
1.2 微塑料的檢測(cè)方法
1.3 高光譜成像技術(shù)與化學(xué)計(jì)量學(xué)算法
1.3.1 高光譜成像技術(shù)
1.3.2 化學(xué)計(jì)量學(xué)算法
1.4 研究?jī)?nèi)容、目的與意義
2 土壤中微塑料檢測(cè)
2.1 引言
2.2 材料與方法
2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑
2.2.2 樣品采集
2.2.3 微塑料的提取和鑒定
2.2.4 樣品準(zhǔn)備
2.2.5 數(shù)據(jù)分析
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 土壤樣品中微塑料的分析
2.3.2 高光譜圖像分析
2.3.3 粒徑為1-5 mm聚乙烯微塑料的分類結(jié)果
2.3.4 粒徑為0.5-1 mm聚乙烯微塑料的分類結(jié)果
2.3.5 常見微塑料驗(yàn)證模型的分類結(jié)果
2.4 本章小結(jié)
3 海水中微塑料檢測(cè)
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和材料
3.2.2 樣品采集和準(zhǔn)備
3.2.3 海水中和過濾海水后微塑料的檢測(cè)
3.2.4 增加微塑料類型對(duì)SVM分類結(jié)果的影響
3.2.5 粒徑對(duì)SVM分類結(jié)果的影響
3.2.6 使用普通家用塑料聚合物對(duì)模型的驗(yàn)證
3.2.7 高光譜圖像的采集和分析
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 海水中和過濾海水后微塑料的檢測(cè)
3.3.2 增加微塑料類型對(duì)SVM分類結(jié)果的影響
3.3.3 粒度對(duì)SVM模型分類結(jié)果的影響
3.3.4 普通家庭微塑料的驗(yàn)證結(jié)果
3.4 本章小結(jié)
4 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]微塑料吸附行為及對(duì)生物影響的研究進(jìn)展[J]. 屈沙沙,朱會(huì)卷,劉鋒平,朱英. 環(huán)境衛(wèi)生學(xué)雜志. 2017(01)
[2]環(huán)境樣品中微塑料的分析方法研究進(jìn)展[J]. 王昆,林坤德,袁東星. 環(huán)境化學(xué). 2017(01)
[3]海洋中微塑料的來源、分布及生態(tài)環(huán)境影響研究進(jìn)展[J]. 孫承君,蔣鳳華,李景喜,鄭立. 海洋科學(xué)進(jìn)展. 2016(04)
本文編號(hào):3179789
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 微塑料概述
1.2 微塑料的檢測(cè)方法
1.3 高光譜成像技術(shù)與化學(xué)計(jì)量學(xué)算法
1.3.1 高光譜成像技術(shù)
1.3.2 化學(xué)計(jì)量學(xué)算法
1.4 研究?jī)?nèi)容、目的與意義
2 土壤中微塑料檢測(cè)
2.1 引言
2.2 材料與方法
2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑
2.2.2 樣品采集
2.2.3 微塑料的提取和鑒定
2.2.4 樣品準(zhǔn)備
2.2.5 數(shù)據(jù)分析
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 土壤樣品中微塑料的分析
2.3.2 高光譜圖像分析
2.3.3 粒徑為1-5 mm聚乙烯微塑料的分類結(jié)果
2.3.4 粒徑為0.5-1 mm聚乙烯微塑料的分類結(jié)果
2.3.5 常見微塑料驗(yàn)證模型的分類結(jié)果
2.4 本章小結(jié)
3 海水中微塑料檢測(cè)
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和材料
3.2.2 樣品采集和準(zhǔn)備
3.2.3 海水中和過濾海水后微塑料的檢測(cè)
3.2.4 增加微塑料類型對(duì)SVM分類結(jié)果的影響
3.2.5 粒徑對(duì)SVM分類結(jié)果的影響
3.2.6 使用普通家用塑料聚合物對(duì)模型的驗(yàn)證
3.2.7 高光譜圖像的采集和分析
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 海水中和過濾海水后微塑料的檢測(cè)
3.3.2 增加微塑料類型對(duì)SVM分類結(jié)果的影響
3.3.3 粒度對(duì)SVM模型分類結(jié)果的影響
3.3.4 普通家庭微塑料的驗(yàn)證結(jié)果
3.4 本章小結(jié)
4 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]微塑料吸附行為及對(duì)生物影響的研究進(jìn)展[J]. 屈沙沙,朱會(huì)卷,劉鋒平,朱英. 環(huán)境衛(wèi)生學(xué)雜志. 2017(01)
[2]環(huán)境樣品中微塑料的分析方法研究進(jìn)展[J]. 王昆,林坤德,袁東星. 環(huán)境化學(xué). 2017(01)
[3]海洋中微塑料的來源、分布及生態(tài)環(huán)境影響研究進(jìn)展[J]. 孫承君,蔣鳳華,李景喜,鄭立. 海洋科學(xué)進(jìn)展. 2016(04)
本文編號(hào):3179789
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