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近红外光谱在线分析气体污染物的方法研究

孙毅  
【摘要】: 由于工业的发展使得环境污染日益严重,对人类生存环境造成严重的危害,保护环境实现可持续发展成为新世纪经济发展的主题,因此对污染物进行准确地在线监测和监督管理势在必行。本论文针对大气中可挥发性有机物类污染物,对基于近红外光谱吸收技术的在线监测方法展开讨论:通过实验测得烯烃,烷烃以及芳烃类物质的近红外吸收光谱,并对其进行处理和分析,结果表明整套方法的监测极限满足国家大气污染物排放标准,达到了课题研究的预期目标。本文主要内容如下: 一、对近红外分子吸收光谱学的基础理论进行阐述;说明了朗伯-比尔定律,及其适用条件,对其适用的线性范围作了初步估算;引出了浓度光程积的概念。 二、对于近红外光谱分析中的主要数据预处理方法进行说明;着重对多元线性回归和偏最小二乘法的近红外定量分析数学方法进行阐述,并总结了其影响因素、选择原则和评价指标。 三、概括介绍了初期的实验;对实验测得的样品光谱数据进行处理和分析,并且阐述了微分和最小二乘拟合的数据预处理方法;分别采用多元线性回归和偏最小二乘这两种方法进行数学建模,对混合样品中各组分的浓度值进行预测,并对预测结果进行比较、讨论误差分析,得出预测浓度的下限值完全可以满足国家大气污染物排放标准,达到了预期研究目标。 四、对所完成工作进行总结,提出了初期研究工作中的不足并提出改进建议,为下一步工作的开展提供依据。


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