基于改进偏最小二乘法的近红外快速分析强化生物除磷污泥胞内PHA

来源：中国环境科学杂志2016年第5期北京时间：

作者：徐玲, 李卫华, 杨英, 严国兵, 帅磊, 赵庆

单位：1. 安徽建筑大学环境与能源工程学院, 安徽 合肥 230601; /\r\n2. 安徽建筑大学, 水污染控制与废水资源化安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230601

摘要：聚β羟基烷酸酯(PHA)是强化生物除磷系统中颗粒污泥胞内重要碳源和能源,其快速测定对强化生物除磷机理研究有重要意义. 采用Savitzky-Golay平滑法(SG)-多元散射校正法(MSC)对污泥的近红外光谱进行预处理,通过改进的偏最小二乘法(iPLS、siPLS、biPLS)建立污泥样品近红外光谱与PHA含量的定量分析模型.结果表明,SG-MSC预处理减弱噪声和背景等表面因素对光谱的影响,采用联合区间偏最小二乘法(siPLS)将全光谱等分为30个子区间, 联合子区间[13 21 24 29]建立的模型预测效果最优,其交互验证均方根误差(RMSECV)和预测均方根误差(RMSEP)分别为0.2018和0.3120,校正集和预测集相关系数分别达到0.9925和0.9391,该光谱区段与PHA分子结构中C—H的伸缩变形、弯曲振动和C=O的伸缩振动密切相关. 改进偏最小二乘有效地优化光谱建模区域,提高模型预测能力,实现污泥胞内PHA含量的快速定量分析.

关键词：强化生物除磷,聚β羟基烷酸酯,近红外光谱,Savitzky-Golay平滑法,多元散射校正,改进偏最小二乘法

基金资助：

安徽省教育厅科学研究重大项目(kj2015ZD12);国家自然科学基金(51378017和21007001)和国家水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07103-001)