水体溶解性可挥发污染物检测方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及水体检测，尤其涉及一种水体溶解性可挥发污染物检测方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、近年来，生活水异味事件频发，水体异味已经同大气污染一样，成为影响人类生活质量的重要因素。随着城镇化和工业生产的发展，生活饮用水的水源和水质进一步恶化。自来水处理厂的净水工艺仍以常规处理为主，主要去除对象是黏土类颗粒和病原微生物，对溶解性可挥发污染物去除能力有限，而溶解性可挥发污染物种类繁多，去除方法各异，想要快速高效的去除溶解性可挥发污染物，需要明确溶解性可挥发污染物的种类，以选取针对性的去除方法。

2、现有的水体中溶解性可挥发污染物的检测，一般采用感官分析、定量分析、半定量分析和非靶标筛查等。感官分析依赖评价人员的个人能力，检测结果准确率低。定量分析、半定量分析和非靶标筛查需要依靠气相色谱-质谱（gc-ms）联用仪，存在操作过程繁琐，检测成本高，检测效率低，无法满足大批量水体检测的需求。

3、由此可见，如何解决水体中溶解性可挥发污染物检测存在的检测结果准确率低、检测成本高和检测效率低，以及无法满足大批量水体检测的需求已经成为本领域技术人员所要亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种水体溶解性可挥发污染物检测方法、系统、设备及介质，以解决水体中溶解性可挥发污染物检测存在的检测结果准确率低、检测成本高和检测效率低，以及无法满足大批量水体检测的需求的技术问题，实现简单、高效的对水体溶解性可挥发污染物进行检测，并提升检测准确率的效果。

2、第一方面，本发明提供了一种水体溶解性可挥发污染物检测方法，所述方法包括：

3、获取水体典型的溶解性可挥发污染物在特定温度下的饱和蒸汽浓度；

4、采用gc-ims技术获取所述溶解性可挥发污染物在特定温度下处于饱和蒸气压状态的第一gc-ims谱图，并采用文本描述所述第一gc-ims谱图，得到所述第一gc-ims谱图的文本特征；

5、构建水体检测模型，基于所述溶解性可挥发污染物对应的所述饱和蒸汽浓度、所述第一gc-ims谱图和所述文本特征对所述水体检测模型进行训练；

6、在实际检测过程中，设定不同的特定时间，使待检测水体处于所述特定温度和特定大气压强下，采用所述gc-ims技术获取不同的所述特定时间后对应的第二gc-ims谱图；

7、将所述第二gc-ims谱图输入训练完成的所述水体检测模型，得到所述待检测水体存在的溶解性可挥发污染物的第一种类结果和第一种类浓度。

8、优选的，所述水体检测模型包括文本特征提取模块、图像特征提取模块、特征融合模块和多模态任务处理模块；

9、所述文本特征提取模块用于提取所述文本特征的第一特征向量；

10、所述图像特征提取模块用于提取所述第一gc-ims谱图的第二特征向量；

11、所述特征融合模块用于将所述第一特征向量和所述第二特征向量融合，得到融合特征向量；

12、所述多模态任务处理模块用于对所述融合特征向量进行联合学习，输出待检测水体存在的溶解性可挥发污染物的第一种类结果和第一种类浓度。

13、优选的，所述水体检测模型采用多模态预训练神经网络构建。

14、优选的，所述方法还包括：

15、将所述第二gc-ims谱图上传至云端进行大数据分析，分别提取每一所述第二gc-ims谱图对应的污染属性特征；

16、基于所述污染属性特征在历史数据库中进行筛选比对，得到第二种类结果和第二种类浓度；

17、以所述第二种类结果对所述第一种类结果进行修正，并以所述第二种类浓度对所述第一种类浓度进行修正。

18、优选的，所述特定大气压强的获取方法，包括：

19、获取所述溶解性可挥发污染物在特定温度下的饱和蒸气压，根据所有所述饱和蒸气压中的最小值确定所述特定大气压强的顶峰临界值。

20、优选的，所述方法还包括：

21、将所述特定大气压强、对应的所述特定时间、所述第一种类结果和所述第一种类浓度建立映射关系，以构建第一检测结果数据集；

22、对所述第一检测结果数据集进行可解释性分析，根据可解释性分析结果对所述第一检测结果数据集进行修正，得到修正后的第二检测结果数据集；

23、所述可解释性分析方法包括：

24、基于所述溶解性可挥发污染物的饱和蒸气压与所述第一种类浓度的关系，对所述第一检测结果数据集进行可解释性分析；或，

25、基于所述溶解性可挥发污染物在不同的所述特定时间下的所述第一种类浓度的变化趋势，对所述第一检测结果数据集进行可解释性分析；或，

26、基于所述待检测水体的来源对所述第一检测结果数据集进行可解释性分析。

27、优选的，所述方法还包括：

28、基于所述第一种类结果和所述第一种类浓度生成检测日志，将所述检测日志分别发送至环保终端、水处理人员移动终端和用户查询终端。

29、第二方面，本发明还提供了一种水体溶解性可挥发污染物检测系统，所述系统包括：饱和蒸汽浓度获取单元、第一gc-ims谱图获取单元、模型构建训练单元、检测数据获取单元和检测单元；

30、所述饱和蒸汽浓度获取单元，用于获取水体典型的溶解性可挥发污染物在特定温度下的饱和蒸汽浓度；

31、所述第一gc-ims谱图获取单元，用于采用gc-ims技术获取所述溶解性可挥发污染物在特定温度下处于饱和蒸气压状态的第一gc-ims谱图，并采用文本描述所述第一gc-ims谱图，得到所述第一gc-ims谱图的文本特征；

32、所述模型构建训练单元，用于构建水体检测模型，基于所述溶解性可挥发污染物对应的所述饱和蒸汽浓度、所述第一gc-ims谱图和所述文本特征对所述水体检测模型进行训练；

33、所述检测数据获取单元，用于在实际检测过程中，设定不同的特定时间，使待检测水体处于所述特定温度和特定大气压强下，采用所述gc-ims技术获取不同的所述特定时间后对应的第二gc-ims谱图；

34、所述检测单元，用于将所述第二gc-ims谱图输入训练完成的所述水体检测模型，得到所述待检测水体存在的溶解性可挥发污染物的第一种类结果和第一种类浓度。

35、第三方面，本发明还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器和收发器，它们之间通过总线连接；存储器用于存储一组计算机程序指令和数据，并将存储的数据传输给处理器，处理器执行存储器存储的程序指令，以执行上述所述的水体溶解性可挥发污染物检测方法。

36、第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被运行时，实现上述所述的水体溶解性可挥发污染物检测方法。

37、本发明提供了一种水体溶解性可挥发污染物检测方法、系统、设备及介质，相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于以下所述中的至少一点：

38、（1）操作简单、高效，所有谱图通过gc-ims技术获取，结合多模态预训练神经网络，不需要大型仪器设备，操作流程简单、高效。

39、（2）检测准确率，在模型训练阶段采用饱和蒸气压状态下的第一gc-ims谱图，具有更加明显的图像特征。在实际检测过程中，根据所有溶解性可挥发污染物在特定温度下的饱和蒸气压中的最小值确定特定大气压强的顶峰临界值，可以保证所有溶解性可挥发污染物的顺利溢出，此时溶解性可挥发污染物的浓度也相对较大，可以捕获更多溶解性可挥发污染物对应的第二gc-ims谱图，以及更加显著的图像特征，进一步提高水体检测的准确性。