基于CNN的地下水多组分多环芳烃3DEEM快速定性定量分析方法
摘要
基于紫外诱导荧光法开展地下水多环芳烃定性定量分析方法研究，利用荧光分光光度计获取多环芳烃溶液的三维激发发射矩阵（3DEEM），提出一种适用于地下水多环芳烃多组分检测的卷积神经网络（CNN）荧光成分快速定性定量分析方法，基于3DEEM输入光谱尺寸和多环芳烃预测类别设计了多层CNN定量分析模型，通过改进卷积层间非线性映射构建了多环芳烃定性分析模型，所设计的双阶段CNN模型能够分别实现对多环芳烃3DEEM的定性和定量分析。利用去离子水和化工企业周边地下水模拟多环芳烃污染，用于验证所提方法的有效性。使用去离子水配置的多环芳烃溶液的定性分析准确率为99.8%，定量分析平均相对误差为10.71%。将该方法用于实际地下水多环芳烃污染检测，在地下水未知荧光背景扰动情况下，所提方法表现出良好的定性分析效果，定量分析的相对误差控制在一定范围内，两处地下水的定性分析准确率为100.00%和95.83%，去除受荧光背景影响严重的多环芳烃后两处地下水预测的平均相对误差分别为36.64%和27.53%。研究结果表明，所提方法能够实现地下水多组分多环芳烃污染快速定性定量分析，有望实现对地下水多环芳烃的现场快速检测。
引用本文（GB/T 7714）
高明 Gao Ming, 杨瑞芳 Yang Ruifang, 赵南京 Zhao Nanjing, 等. 基于CNN的地下水多组分多环芳烃3DEEM快速定性定量分析方法[J]. Acta Optica Sinica, 2025.
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