【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水环境监管，涉及到一种工业园区水污染源荧光指纹数据库的构建方法。
技术介绍
1、近年来我国各地工业园区发展迅速，随之带来的水污染问题日益严峻。目前工业园区内各企业污水经企业内初步处理后，由管网运输至污水处理厂后集中处理，但企业超排偷排等问题屡见不鲜，事故发生后的溯源工作主要依靠人工排查，这种方式工作量大，往往耗费数日仍没有明显效果，通过文章《三维荧光指纹谱在水体污染溯源中的应用进展》可知，三维荧光指纹谱具有测试简单、信息丰富、反应灵敏、不破坏样品等特点，被广泛应用于污废水荧光特征研究以及水体污染预警与来源追溯的研究，是一种很有前景的水体污染溯源工具。
2、三维荧光指纹技术可用于水污染溯源的关键在于荧光指纹数据库的建立。由于三维荧光光谱能够展现污水的有机物组成，且具有“指纹”特性，因此被称为荧光指纹，各污染源的荧光指纹共同构成数据库，通过比较污染水体和数据库中荧光指纹的相似性，从而实现污染源的快速识别。在相关研究中，将三维荧光指纹技术作为水污染溯源方法在河流流域的应用较为广泛，常用的荧光指纹数据库包括三维荧光图谱和荧光组分，但对于工业园区来说，涵盖的企业种类各异且数量众多，污水中的有机物成分复杂，上述荧光指纹之间的差异不足以支撑溯源所需的特异性，因此设计一种新型荧光指纹数据库的构建方法。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种工业园区水污染源荧光指纹数据库的构建方法，具有溯源过程简单、所用时间短、成本低、可操作性和准确性强等特点，可以快速有效直观的得出各污染源
2、本专利技术的技术方案：
3、一种工业园区水污染源荧光指纹数据库的构建方法，工业园区水污染源荧光指纹数据库，包含荧光特征峰位置、荧光特征峰强度阈值和疑似污染源三部分；荧光特征峰位置包括荧光特征峰的激发波长和发射波长；荧光特征峰强度阈值为水样正常状态时该荧光峰强度的范围，包括最小强度和最大强度；疑似污染源为待溯源水样中该荧光峰强度超出阈值范围时的污染源。步骤如下：
4、(1)定期采集正常状态时待溯源水样、各污染源水样，并对待溯源水样、各污染源水样进行过滤处理；
5、(2)将过滤后的各污染源水样按照梯度，如25％、50％、75％(v/v)的浓度水平分别添加至待溯源水样中，配备各污染源梯度样品，使得该污染源梯度样品中污染源所占比例呈梯度增长；
6、(3)基于预设的三维荧光扫描方法，分别得到待溯源水样、各污染源水样、各污染源梯度样品的三维荧光图谱，三维荧光扫描范围为：激发波长(ex)200～450nm，发射波长(em)250～600nm，扫描间距5nm。
7、(4)基于预设的平行因子分析方法，使用超纯水对待溯源水样、各污染源水样、各污染源梯度样品的三维荧光图谱进行预处理，包括空白校正、拉曼归一化和扣除拉曼、瑞利散射；随后对其进行组分拆分，获取各自的荧光组分：基于最小二乘法算法建立模型，结合残差分析和平方误差分析确定组分数，拆分结果需通过拆半分析验证。
8、(5)基于预设的荧光指纹确立方法，对所述各污染源梯度样品的荧光组分进行有效筛选，保留具有相关性高、可回溯性强等特点的特异性污染源荧光组分；分析特异性荧光组分，获取具有明确事故污染源指向性的荧光特征峰，并完善疑似污染源荧光峰强度阈值，共同构成荧光指纹，得到荧光指纹数据库。
9、根据本专利技术所述的一个实施例，上述荧光组分的筛选以及荧光指纹的确立，具体操作过程包括：
10、(1)计算荧光组分的荧光强度与梯度样品中污染源水样所占比例之间的相关系数，保留相关性高的荧光组分；
11、(2)基于预设的皮尔逊相关系数，计算荧光组分的激发/发射荷载与对应污染源样品荧光组分的激发/发射荷载之间的相似度，保留可回溯性强的特异性荧光组分。
12、(3)基于特异性组分的荧光峰位置，获取待溯源样品三维荧光图谱中的荧光特征峰强度，其中荧光特征峰强度的计算依照以下策略：
13、a.若荧光组分仅存在一个荧光峰，则读取待溯源样品的三维荧光图谱中该荧光峰所在位置的荧光强度；
14、b.若荧光组分存在两个荧光峰，则分别读取待溯源样品的三维荧光图谱中荧光主峰和荧光次峰所在位置的荧光强度，并计算主峰与次峰荧光强度之比；
15、c.若荧光组分存在多个荧光峰，则分别读取待溯源样品的三维荧光图谱中荧光主峰和其余荧光次峰所在位置的荧光强度，并分别计算主峰与其余次峰荧光强度之比。
16、(4)统计分析正常状态下荧光特征峰的强度阈值，获取当待溯源样品的荧光强度超出该阈值范围后指向的疑似污染源信息。
17、本专利技术的有益效果：本专利技术主要针对于工业园区污水处理厂的水污染溯源，将三维荧光图谱精简至二维荧光特征峰强度，并将其纳入数据库，利用一台荧光光谱仪即可实现污染溯源，所需设备少、成本低，且溯源过程中无需进行平行因子分析，所用时间大大缩短，可以快速准确的得出事故潜在污染源，有利于大范围推广，对水污染溯源具有重要意义。
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1.一种工业园区水污染源荧光指纹数据库的构建方法，其特征在于，该工业园区水污染源荧光指纹数据库，包含荧光特征峰位置、荧光特征峰强度阈值和疑似污染源三部分；荧光特征峰位置包括荧光特征峰的激发波长和发射波长；荧光特征峰强度阈值为水样正常状态时该荧光峰强度的范围，包括最小强度和最大强度；疑似污染源为待溯源水样中该荧光峰强度超出阈值范围时的污染源；
2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，荧光组分的筛选以及荧光指纹的确立，具体操作过程包括：
【技术特征摘要】
1.一种工业园区水污染源荧光指纹数据库的构建方法，其特征在于，该工业园区水污染源荧光指纹数据库，包含荧光特征峰位置、荧光特征峰强度阈值和疑似污染源三部分；荧光特征峰位置包括荧光特征峰的激发波长和发射波长；荧光特征峰强度阈值为水样...
【专利技术属性】
技术研发人员：张捍民，刘梦轩，刘芳，郑鹏凯，孙风莲，刘嘉玮，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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