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环境监测技术应用及质量控制
Application and Quality Control of Environmental Monitoring Technology

3.三维荧光测定结果的解析
根据朗伯比尔定律可知，当溶液中待测浓度低于某特定值时，荧光强度与待测物
质浓度之间呈线性关系，因此对于一定浓度范围的稀溶液，可利用荧光分析法实现物
质的定量研究。三维荧光测定结果的解析最初采用峰值拾取法，目前荧光区域积分法

和平行因子分析法应用较为广泛。
（1）峰值拾取法
COBLE 等提出了峰值拾取法，荧光峰是指荧光强度最大的点，最大荧光强度值
即为荧光峰值。根据峰值拾取法测定样品的浓度，荧光峰强度与样品浓度呈线性关

系。当样品浓度过高时，会发生内滤（样品中的杂质对光的吸收作用增大，使得荧光
物质的吸收作用降低）、自吸收（荧光体本身吸收激发出来的荧光导致峰面凹陷）等
复杂效应，这时荧光强度与样品浓度的关系既不是线性关系也不是指数关系。
（2）荧光区域积分法

荧光区域积分法是在峰值拾取法的基础上发展起来的。在三维荧光光谱中，选定
一个特定的激发光谱区间和发射光谱区间决定的区域，计算该区域的积分荧光强度。
与峰值拾取法相比，区域积分法是将一个区间或区域的总荧光强度累计起来，相同区

域内的荧光物质特征相似，可对各个区域进行荧光总量的标准化计算处理，得到该荧
光区域的标准化体积。CHEN 最先将荧光区域积分法用于溶解性有机物（DOM）的
组成分析，将 Em 和 Ex 所围成的荧光区域分成芳香蛋白质类物质Ⅰ、芳香蛋白类物
质Ⅱ、微生物代谢产物类、腐殖酸类和富里酸类 5 个部分。隋志男等采用荧光区域积
分法解析了辽河七星湿地水体中有机污染物的种类及来源。

（3）平行因子分析法
在峰值拾取法和荧光区域积分法中都存在着荧光峰重叠的问题，这是因为相似
的组分会产生相似的光谱从而造成光谱重叠，如色氨酸和酪氨酸出峰重叠，很难通过

荧光峰的位置简单地区分出两种混叠的物质。针对这种多组分的检测，研究者们从
计量学中引入了平行因子分析法。这是一种在主成分分析法上扩展来的二阶校正方
法，该法充分利用了二阶优势，是基于三线性分解理论和交替最小二乘算法实现的一
种数学模型。平行因子分析法的目的是通过最小二乘法使残差的平方和达到最小，

使每个分量成为具有相似荧光团的一类物质，这样每个荧光组分的特征更加明显，
从而实现对荧光组分的分离。平行因子分析法是目前使用最广泛的一种方法，通常
使用 MATLAB 软件建模，在水质研究中得到普遍应用。KATHLEEN 等基于平行因
子分析法创建了一个名为 OpenFluor 的荧光光谱共享网络平台（http：www.openfluor.

org/），该数据库启用时包含了 200 多个平行因子分析法光谱并仍在不断更新中，便
于研究者们在线比对。虽然平行因子分析法应用广泛，但易受组分数影响，一旦参数

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