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专利名称：一种有机质腐殖化水平的综合评价方法
技术领域：
本发明属于固体废物处理与资源化利用领域，具体涉及一种通过投影寻踪模型将多个腐殖化指标拟合成一个进行有机质腐殖化水平综合评价的方法。
背景技术：
堆肥和填埋是有机废弃物最常用的两种处理方式，在堆肥和填埋过程中，有机质通过降解和腐殖化最终达到稳定，有机质腐殖化水平的高低直接影响着堆肥的腐熟度和填埋的稳定度。有机质腐殖化最常用的研究手段是电子自旋共振和C13-核磁共振，然而这两种技术常受到堆肥和填埋垃圾中含有的顺磁性重金属的影响，一旦堆肥和填埋垃圾中含有重金属，这两种技术就不能利用了。由于荧光光谱技术价格低廉，操作简单，不受样品中顺磁性金属的影响，近年来荧光光谱技术常用于有机质腐殖化水平的评价中。目前通过荧光光谱评价有机质腐殖化水平有三类指标:第一类指标是有机质在254nm激发波长下发射光谱435_480nm范围内的积分值与300-345nm范围内的积分值之比；第二类是有机质在特定波长差下的同步荧光光谱中类腐殖质荧光峰与类蛋白荧光峰强度之比或类富里酸荧光峰与类蛋白荧光峰强度之比；第三类是有机质在465nm激发波长下发射光谱的积分面积。这三类指标主要基于两个原理，第一个原理是随着有机质腐殖化程度的升高荧光发射光谱会向长波方向红移，第一和第二类指标就基于这个原理。第二个原理是有机质中腐殖质类物质的相对浓度与其腐殖化程度呈正比，第三个指标就基于该原理。上述三个评价有机质腐殖化程度的指标，大部分时候评价出来的结果是一致的，但由于不同有机质的来源和结构差异较大，有时候不同指标评价出的结果也不一致。因此，需要基于上述三个指标建立一个新的综合评价指标，以解决上述评价结果不一致，对有机质腐殖化程度进行综合评价。

发明内容
本发明的目的在于提供一种有机质腐殖化程度的综合评价方法，通过投影寻踪模型，建立一个有机质腐殖化综合评价指标，以评价有机质腐殖质化水平。为了实现上述目的，本发明提供的有机质腐殖化水平的综合评价方法，其主要步骤为:A)采集样品，提取制备水溶性有机物，测定其有机碳含量(DOC)；B)进行三维荧光光谱测定，并计算有机质的腐殖化值；C)腐殖化值的归一化处理；D)建立投影寻踪模型；
E)模型求解；F)有机质腐殖化水平的综合评价。所述的综合评价方法，其中，步骤B中先调整样品O < DOC < IOmg.L_S然后进行三维荧光光谱测定和计算有机质的腐殖化值。所述的综合评价方法，其中，步骤B中的测定和计算如下:第一类指标A4A1:固定激发波长254nm，扫描260_550nm范围内的发射光谱，计算发射光谱435-480nm与300_345nm范围内荧光积分面积的比值；第二类腐殖化指标1347/28。与1378/28。:固定波长差为30nm扫描250_595nm范围内的同步荧光光谱，计算同步荧光光谱中347nm与280nm处的荧光强度比值1347/28(|，以及378nm与280nm处荧光强度比值
1378/280 ;第三类腐殖化指标A465:固定激发波长465nm，扫描490-595nm范围内的发射光谱，计算发射光谱中490-595nm范围内荧光积分面积。要求所述的综合评价方法，其中，步骤C中腐殖化值的归一化处理公式是y' (i，j) = y(i，j)/ymax(j)，式中:y' (i，j)为第j类指标中第i个指标y (i，j)归一化后的值，yfflax(j)为第j类指标中最大值。所述的综合评价方法，其中，步骤D中投影寻踪模型的建立是:建立目标函数:Max:Q(a) = SzDz ；函数的约束条件为
权利要求
1.一种有机质腐殖化水平的综合评价方法，其主要步骤为: A)采集样品，提取制备水溶性有机物，测定其有机碳含量(DOC)； B)进行三维荧光光谱测定，并计算有机质的腐殖化值； C)腐殖化值的归一化处理； D)建立投影寻踪模型； E)模型求解； F)有机质腐殖化水平的综合评价。
2.根据权利要求1所述的综合评价方法，其中，步骤B中先调整样品O< DOC< IOmg.L—1，然后进行三维荧光光谱测定和计算有机质的腐殖化值。
3.根据权利要求1或2所述的综合评价方法，其中，步骤B中的测定和计算如下: 第一类指标A4A1:固定激发波长254nm，扫描260_550nm范围内的发射光谱，计算发射光谱435-480nm与300_345nm范围内荧光积分面积的比值； 第二类腐殖化指标 1347/280 与 1378/280:固定波长差为30nm扫描250-595nm范围内的同步荧光光谱，计算同步荧光光谱中347nm与280nm处的荧光强度比值1347/28(|，以及378nm与280nm处荧光强度比值 1378/280 ; 第三类腐殖化指标A465:固定激发波长465nm，扫描490_595nm范围内的发射光谱，计算发射光谱中490-595nm范围内荧光积分面积。
4.根据权利I要求所述的综合评价方法，其中，步骤C中腐殖化值的归一化处理公式是I' (i，j) = y(i，j)/ymax(j)， 式中:y' (i，j)为第j类指标中第i个指标y(i，j)归一化后的值，ymax(j)为第j类指标中最大值。
5.根据权要求I所述的综合评价方法，其中，步骤D中投影寻踪模型的建立是: 建立目标函数:Max:Q(a) = SzDz ； 函数的约束条件为:
6.根据权利要求5所述的综合评价方法，其中，标准差
7.根据权利要求1所述的综合评价方法，其中，步骤E中模型的求解，是采用遗传算法进行求解，并通过Matlab软件实现。
8.根据权利要求1所述的综合评价方法，其中，步骤F中的有机质腐殖化水平的综合评价，是通过模型求解得到最佳投影方向5和投影值f，f为腐殖化综合评价值，通过f的大小进行有机质腐殖化水平评价。
9.根据权利要求1所述的综合评价方法，其中，采集的样品为固体和液体样品；其中固体样品包括堆肥、填埋垃圾及土壤；液体样品包括填埋垃圾渗滤液、堆肥渗滤液、生活污水及受渗滤液污染的地下水。
10.根据权利要求1或9所述的综合评价方法，其中，采集的固体样品以双蒸水固液比1(g): 5 10 (ml)浸提，震荡离心后过滤膜；收集滤液并过孔径为0.45 μ m的滤膜。
全文摘要
一种有机质腐殖化水平的综合评价方法，其主要步骤为A)采集样品，提取制备水溶性有机物，测定其有机碳含量(DOC)；B)进行三维荧光光谱测定，并计算有机质的腐殖化值；C)腐殖化值的归一化处理；D)建立投影寻踪模型；E)模型求解；F)有机质腐殖化水平的综合评价。本发明的综合评价方法计算简单快捷，评价结果准确。
文档编号G01N21/64GK103163112SQ20131006096
公开日2013年6月19日 申请日期2013年2月27日 优先权日2013年2月27日
发明者何小松, 席北斗, 李翔, 潘红卫, 李丹 申请人:中国环境科学研究院