基于近红外光谱技术的豆腐渣堆肥有机质含量测定

刘晓吉, 苏云, 徐佳佳, 毛勇位, 李卫华, 薛同站, 孙岩松, 周阳

北京化工大学学报(自然科学版) ›› 2024, Vol. 51 ›› Issue (05) : 20-28. DOI: 10.13543/j.bhxbzr.2024.05.003

基于近红外光谱技术的豆腐渣堆肥有机质含量测定

  • 刘晓吉, 苏云, 徐佳佳, 毛勇位, 李卫华, 薛同站, 孙岩松, 周阳
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摘要

为了对堆肥过程中有机质含量进行实时动态分析,以豆腐渣作为底物辅以完全发酵的厨余垃圾粉末进行混合好氧堆肥,通过近红外光谱分析技术采集不同处理阶段堆肥样品的光谱数据,分别采用归一化法、一阶微分法和二阶微分法对原始光谱进行预处理,利用反向区间偏最小二乘法(biPLS)、联合区间偏最小二乘法(siPLS)和间隔区间偏最小二乘法(iPLS)构建近红外光谱吸光度与有机质含量之间的定量分析模型。结果显示,采用二阶微分预处理方法结合iPLS建立的模型性能最佳,第23个子区间对应的最佳特征波段为5 832~6 086 cm-1,校正集的相关系数(Rc)为0.986 1,交互验证均方根误差(RMSECV)为0.824 7,预测集的相关系数(Rp)为0.964 7,均方根误差(RMSEP)为0.445 7,相对分析误差(RPD)为3.8。结果表明所建立的模型具有良好的稳定性和可靠性,二阶微分预处理方法结合iPLS可以有效地优化光谱建模区域,提高模型预测能力,实现堆肥样品有机质含量的快速测定。

关键词

豆腐渣 / 堆肥有机质 / 近红外光谱 / 偏最小二乘法 / 定量分析模型

中图分类号

TQ446 / O657.33

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刘晓吉, 苏云, 徐佳佳, 毛勇位, 李卫华, 薛同站, 孙岩松, 周阳. 基于近红外光谱技术的豆腐渣堆肥有机质含量测定. 北京化工大学学报(自然科学版). 2024, 51(05): 20-28 https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2024.05.003

基金

中国节能环保集团有限公司重大科技创新项目(cecep-zdkj-2020-001); 国家重点研发计划(2020YFC1908603); 国家自然科学基金(51978003); 安徽高校自然科学研究项目(2022AH050258); 环境污染控制与废弃物资源化利用教育厅创新研究团队项目(2022AH010019)

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