一种水污染源多维度溯源方法及装置制造方法及图纸

本申请涉及一种水污染源多维度溯源方法及装置，方法包括：将采集的待溯源水体的荧光指纹与预设的多维度荧光指纹数据库中典型荧光指纹库中的指纹进行聚类分析，得到聚类分析结果，若聚类分析结果中不存在疑似污染源，则根据待溯源水体的荧光指纹中的荧光峰个数和荧光峰发射波长匹配最佳污染源判定策略，进而判定待溯源水体的疑似污染源。由此，解决了相关技术中无法进行多污染同时溯源，缺乏样品和荧光指纹采集的标准化流程，溯源方法效率低、时效性差等问题，通过对样品和荧光指纹标准化以及采用多污染在线溯源技术，提高了荧光指纹的准确性，溯源方法的时效性以及溯源结果的可靠性和稳定性。靠性和稳定性。靠性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种水污染源多维度溯源方法及装置


[0001]本专利技术涉及水环境监管
，特别涉及一种水污染源多维度溯源方法及装置。

技术介绍

[0002]目前，污染源的监管主要依靠在排放口安装常规水质(COD(Chemical Oxygen Demand，化学需氧量)、总氮、总磷等)在线监测设备，这种方式灵敏度低，而且难以监管污染源的偷排、漏排行为，在污染源溯源时往往需要人工排查，耗时耗力，效率低，时效性差。三维荧光光谱分析具有灵敏度高、测试简便快速、无二次污染等特点，而且能够展现污水的有机物组成，具有“指纹”特征，因此也被称为荧光指纹，通过比较污染水体和污染源荧光指纹的相似性可以实现污染源的快速识别。因此，荧光指纹在水污染溯源中具有较大潜力。
[0003]相关技术中，通过比较污染水体和污染源荧光指纹的相似性以实现污染源的快速识别过程中，主要采用了以下几种方法，分别为：
[0004](1)一种水体污染溯源方法，该方法首先通过在线生物检测预警技术判断潜在污染源，然后比对污染源与污染水体的三维荧光光谱，接着再用气质联用和液质联用进一步分析。
[0005](2)一种污染源解析方法，该方法首先采集原始样品的三维荧光光谱，然后利用电化学方法对水样进行扰动后再测试水样的三维荧光光谱。
[0006](3)一种利用三维荧光光谱对污染水体进行溯源分类识别的方法，这种方法需要提取荧光光谱的峰中心坐标、峰强度、峰强度比、半峰宽、峰间距、夹角、斜率、面积、立体结构等多种特征。
[0007](4)一种利用荧光光谱特征信息实现快速识别比对的方法，该方法需要对光谱数据进行34个步骤的处理。
[0008]然而，上述的(1)、(2)两种方法所用仪器较多，成本昂贵，过程繁杂，难以实现在线溯源，时效性差，而且没有考虑浓度、pH值等因素对荧光指纹的影响，从而无法准确获得污染源的荧光指纹，影响污染溯源的准确性；(3)、(4)两种方法仅适用三维荧光光谱一个仪器，对样品或荧光光谱进行了一定预处理，但仍然缺乏荧光指纹采集和处理的标准化流程，不利于推广适用。此外，上述的4种污染源的快速识别方法只能对单一污染源进行溯源，对于现实情况中存在的多个污染源污染水体的情况，往往无法进行多污染同时溯源，因此，亟需一种标准化的多污染溯源的荧光指纹溯源技术。

技术实现思路

[0009]本申请提供一种水污染源多维度溯源方法及装置，以解决相关技术无法进行多污染同时溯源，缺乏样品和荧光指纹采集的标准化流程，溯源方法效率低、时效性差等问题。
[0010]本申请第一方面实施例提供一种污染源的多维度比对识别方法，包括以下步骤：
[0011]采集待溯源水体，并将所述待溯源水体的荧光指纹与预设的多维度荧光指纹数据
库中典型荧光指纹库中的指纹进行聚类分析，得到聚类分析结果；
[0012]若所述聚类分析结果中不存在疑似污染源，则根据所述待溯源水体的荧光指纹中的荧光峰个数和荧光峰发射波长匹配最佳污染源判定策略；以及
[0013]根据所述最佳污染源判定策略判定所述待溯源水体的疑似污染源。
[0014]根据本申请的一个实施例，所述将所述待溯源水体的荧光指纹与预设的多维度荧光指纹数据库中典型荧光指纹库中的指纹进行聚类分析，得到聚类分析结果，包括：
[0015]若所述典型荧光指纹库中仅存在一个污染源的典型荧光指纹与所述待溯源水体的荧光指纹聚类，则将所述仅存在的一个污染源作为所述疑似污染源；
[0016]若所述典型荧光指纹库中存在多个污染源的典型荧光指纹与所述待溯源水体的荧光指纹聚类，则分别计算所述多个污染源的典型荧光指纹与所述待溯源水体的荧光指纹的相似度，并将相似度最大的污染源作为所述疑似污染源；
[0017]若所述待溯源水体的荧光指纹的子指纹与所述动态子指纹库中任一污染源的子指纹都未聚类，则判定所述预设的多维度荧光指纹数据库中不存在所述疑似污染源。
[0018]根据本申请的一个实施例，所述根据所述待溯源水体的荧光指纹中的荧光峰个数和荧光峰波长匹配最佳污染源判定策略，包括：
[0019]若所述待溯源水体的荧光指纹中存在1个荧光峰，或者存在多个发射波长相同的荧光峰，则表明所述预设的多维度荧光指纹数据库中不存在所述疑似污染源；
[0020]若所述待溯源水体的荧光指纹中存在多个发射波长不同的荧光峰，且所述多个发射波长不同的荧光峰重叠区域小于预设值，则所述最佳污染源判定策略为根据所述待溯源水体的荧光指纹的子指纹与所述预设的多维度荧光指纹数据库中动态子指纹库进行聚类分析；
[0021]若所述待溯源水体的荧光指纹中存在多个发射波长不同的荧光峰，且所述多个发射波长不同的荧光峰重叠区域大于所述预设值，则所述最佳污染源判定策略为根据所述待溯源水体的荧光指纹的荧光组分与所述预设的多维度荧光指纹数据库中荧光组分库进行聚类分析。
[0022]根据本申请的一个实施例，所述最佳污染源判定策略为根据所述待溯源水体的荧光指纹的子指纹与所述预设的多维度荧光指纹数据库中动态子指纹库进行聚类分析，所述根据所述最佳污染源判定策略判定所述待溯源水体的疑似污染源，包括：
[0023]若所述动态子指纹库中仅存在一个污染源的子指纹与所述待溯源水体的荧光指纹的子指纹聚类，则将所述仅存在的一个污染源作为所述疑似污染源；
[0024]若所述动态子指纹库中存在多个污染源的子指纹与所述待溯源水体的荧光指纹的子指纹聚类，则分别计算所述多个污染源的子指纹与所述待溯源水体的荧光指纹的子指纹的相似度，并将相似度最大的污染源作为所述疑似污染源；
[0025]若所述待溯源水体的荧光指纹的所有子荧光指纹的疑似污染源不完全相同时，说明存在多个污染源；
[0026]若所述待溯源水体的荧光指纹的子指纹与所述动态子指纹库中任一污染源的子指纹都未聚类，则判定所述预设的多维度荧光指纹数据库中不存在所述疑似污染源。
[0027]根据本申请的一个实施例，所述最佳污染源判定策略为根据所述待溯源水体的荧光指纹的荧光组分与所述预设的多维度荧光指纹数据库中荧光组分库进行聚类分析，所述
根据所述最佳污染源判定策略判定所述待溯源水体的疑似污染源，包括：
[0028]若所述荧光组分库中仅存在一个污染源的荧光组与所述待溯源水体的荧光指纹的荧光组分聚类，则将所述仅存在的一个污染源作为所述疑似污染源；
[0029]若所述荧光组分库存在多个污染源的荧光组分与所述待溯源水体的荧光指纹的荧光组分聚类，则分别计算所述多个污染源的荧光组分与所述待溯源水体的荧光指纹的荧光组分的相似度，并将相似度最大的污染源作为所述疑似污染源；
[0030]若所述待溯源水体的荧光指纹的所有荧光组分的疑似污染源不完全相同时，说明存在多个污染源；
[0031]若所述待溯源水体的荧光指纹的荧光组分与所述荧光组分库中任一污染源的荧光组分都未聚类，则判定所述预设的多维度荧光指纹数据库中不存在所述疑似污染源。
[0032]根据本申请的一个实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污染源的多维度比对识别方法，其特征在于，包括以下步骤：采集待溯源水体，并将所述待溯源水体的荧光指纹与预设的多维度荧光指纹数据库中典型荧光指纹库中的指纹进行聚类分析，得到聚类分析结果；若所述聚类分析结果中不存在疑似污染源，则根据所述待溯源水体的荧光指纹中的荧光峰个数和荧光峰发射波长匹配最佳污染源判定策略；以及根据所述最佳污染源判定策略判定所述待溯源水体的疑似污染源。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述待溯源水体的荧光指纹与预设的多维度荧光指纹数据库中典型荧光指纹库中的指纹进行聚类分析，得到聚类分析结果，包括：若所述典型荧光指纹库中仅存在一个污染源的典型荧光指纹与所述待溯源水体的荧光指纹聚类，则将所述仅存在的一个污染源作为所述疑似污染源；若所述典型荧光指纹库中存在多个污染源的典型荧光指纹与所述待溯源水体的荧光指纹聚类，则分别计算所述多个污染源的典型荧光指纹与所述待溯源水体的荧光指纹的相似度，并将相似度最大的污染源作为所述疑似污染源；若所述待溯源水体的荧光指纹的子指纹与动态子指纹库中任一污染源的子指纹都未聚类，则判定所述预设的多维度荧光指纹数据库中不存在所述疑似污染源。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待溯源水体的荧光指纹中的荧光峰个数和荧光峰波长匹配最佳污染源判定策略，包括：若所述待溯源水体的荧光指纹中存在1个荧光峰，或者存在多个发射波长相同的荧光峰，则表明所述预设的多维度荧光指纹数据库中不存在所述疑似污染源；若所述待溯源水体的荧光指纹中存在多个发射波长不同的荧光峰，且所述多个发射波长不同的荧光峰重叠区域小于预设值，则所述最佳污染源判定策略为根据所述待溯源水体的荧光指纹的子指纹与所述预设的多维度荧光指纹数据库中动态子指纹库进行聚类分析；若所述待溯源水体的荧光指纹中存在多个发射波长不同的荧光峰，且所述多个发射波长不同的荧光峰重叠区域大于所述预设值，则所述最佳污染源判定策略为根据所述待溯源水体的荧光指纹的荧光组分与所述预设的多维度荧光指纹数据库中荧光组分库进行聚类分析。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述最佳污染源判定策略为根据所述待溯源水体的荧光指纹的子指纹与所述预设的多维度荧光指纹数据库中动态子指纹库进行聚类分析，所述根据所述最佳污染源判定策略判定所述待溯源水体的疑似污染源，包括：若所述动态子指纹库中仅存在一个污染源的子指纹与所述待溯源水体的荧光指纹的子指纹聚类，则将所述仅存在的一个污染源作为所述疑似污染源；若所述动态子指纹库中存在多个污染源的子指纹与所述待溯源水体的荧光指纹的子指纹聚类，则分别计算所述多个污染源的子指纹与所述待溯源水体的荧光指纹的子指纹的相似度，并将相似度最大的污染源作为所述疑似污染源；若所述待溯源水体的荧光指纹的所有子荧光指纹的疑似污染源不完全相同时，说明存在多个污染源；若所述待溯源水体的荧光指纹的子指纹与所述动态子指纹库中任一污染源的子指纹都未聚类，则判定所述预设的多维度荧光指纹数据库中不存在所述疑似污染源。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述最佳污染源判定策略为根据所述待溯源水体的荧光指纹的荧光组分与所述预设的多维度荧光指纹数据库中荧光组分库进行聚类分析，所述根据所述最佳污染源判定策略判定所述待溯源水体的疑似污染源，包括：若所述荧光组分库中仅存在一个污染源的荧光组与所述待溯源水体的荧光指纹的荧光组分聚类，则将所述仅存在的一个污染源作为所述疑似污染源；若所述荧光组分库存在多个污染源的荧光组分与所述待溯源水体的荧光指纹的荧光组分聚类，则分别计算所述多个污染源的荧光组分与所述待溯源水体的荧光指纹的荧光组分的相似度，并将相似度最大的污染源作为所述疑似污染源；若所述待溯源水体的荧光指纹的所有荧光组分的疑似污染源不完全相同时，说明存在多个污染源；若所述待溯源水体的荧光指纹的荧光组分与所述荧光组分库中任一污染源的荧光组分都未聚类，则判定所述预设的多维度荧光指纹数据库中不存在所述疑似污染源。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述待溯源水体的荧光指纹与所述预设的多维度荧光指纹数据库中典型荧光指纹库中的指纹进行聚类分析之前，还包括：采集污染源样品、待溯源水体样品、清洁水体样品和超纯水样品，并对所述污染源样品、所述待溯源水体样品和所述清洁水体样品进行标准化处理；分别采集所述超纯水样品和标准化处理后的所述污染源样品、所述待溯源水体样品、所述清洁水体样品的荧光指纹，以及所述标准化处理后的所述污染源样品、所述待溯源水体样品、所述清洁水体样品的紫外可见吸收光谱；基于预设的标准化处理策略，对所述污染源样品的荧光指纹和所述待溯源水体样品的荧光指纹进行标准化处理，得到目标污染源样品的荧光指纹和目标待溯源水体样品的荧光指纹；基于预设的平行因子分析法，获取所述目标污染源样品的荧光指纹的荧光组分和荧光强度，并获取所述目标待溯源水体样品的荧光指纹的荧光组分和荧光强度，以根据所述目标污染源样品的荧光指纹的荧光组分和荧光强度，以及所述目标待溯源水体样品的荧光指纹的荧光组分和荧光强度构建荧光组分库；从所述目标污染源样品的荧光指纹中筛选出至少一个污染源样品的典型荧光指纹，并从所述目标待溯源水体样品的荧光指纹中筛选出至少一个待溯源水体样品的典型荧光指纹，以根据所述至少一个污染源样...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴静，刘博，程澄，柴一荻，王士峰，刘传旸，沈鉴，宋逸明，熊秋燃，
申请(专利权)人：苏州国溯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：