水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)中應(yīng)用紫外光譜分析的相關(guān)研究

亓俊霞

潞安職業(yè)技術(shù)學(xué)院 046204

如今，水污染問題已經(jīng)成為世界性的焦點(diǎn)話題，對水環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展造成了嚴(yán)重的威脅，因此，人們對如何合理解決水污染問題以及優(yōu)化水資源配置的關(guān)注和重視程度也在逐漸增高。而在此過程中，水質(zhì)監(jiān)測憑借自身的準(zhǔn)確性、及時(shí)性以及全面性在水污染問題中逐漸得到應(yīng)用，并為其提供了一個(gè)很好的防治基礎(chǔ)。在最近幾年的時(shí)間里，我國的水質(zhì)檢測技術(shù)已經(jīng)逐漸完成了向水質(zhì)移動(dòng)、水質(zhì)自動(dòng)以及紫外光譜等監(jiān)測系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的過程。下面我們將在紫外光譜分析的基礎(chǔ)上，分析其在水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)中的具體應(yīng)用情況。

一、紫外光譜分析應(yīng)用原理的相關(guān)介紹

在我國的水資源中水質(zhì)監(jiān)測是一項(xiàng)重要的管理和保護(hù)途徑，同時(shí)也是維持生態(tài)平衡、進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)重要方法與手段。在現(xiàn)階段水資源短缺以及水環(huán)境污染情況較為嚴(yán)重的形勢下，我國的水質(zhì)監(jiān)測工作出現(xiàn)了很多新問題，其具體的工作方式也發(fā)生了非常大的變化。在這種情況下，紫外光譜分析逐漸在水質(zhì)監(jiān)測中得到廣泛的應(yīng)用，其所具有的工作原理主要為：

在現(xiàn)階段的監(jiān)測工作中，紫外吸收方法是其中一個(gè)較為常用的方法和手段，其主要指的是一種利用物質(zhì)中不同波長所具有的紫外線吸收率對物質(zhì)的成分以及其它物質(zhì)的含量進(jìn)行測定的檢測方法。水污染中的有機(jī)污染物，需要特別注意不飽和有機(jī)物，通過紫外線檢驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)它們具有的非常明顯的紫外線吸收，因此，在水質(zhì)監(jiān)測中可以利用紫外吸收光譜來對水體進(jìn)行檢測并進(jìn)行綜合計(jì)算，進(jìn)而算出與之相對應(yīng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)。目前，紫外光譜分析在水質(zhì)檢測工作中的應(yīng)用主要采用的是單光和連續(xù)光譜兩種檢測方法。其中，單光檢測方法是在朗伯比爾定律的基礎(chǔ)上，利用特定的波長吸收度以及吸收物質(zhì)的濃度的計(jì)算方法；而連續(xù)光譜檢測方法也同樣是在朗伯比爾定律的基礎(chǔ)上，利用其附加性質(zhì)來進(jìn)行綜合分析的參數(shù)方法。

二、水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)中紫外光譜分析的具體應(yīng)用研究

在水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)中，紫外光譜分析是其中一種核心技術(shù)，其主要是在紫外分光光度技術(shù)以及化學(xué)計(jì)量技術(shù)的基礎(chǔ)上來進(jìn)行具體工作的。基于小型二極管的誕生，用于掃描柵實(shí)驗(yàn)室的傳統(tǒng)紫外分光光度技術(shù)開始在上世紀(jì)八十年代出現(xiàn)向小型化、低成本化以及細(xì)分化方面發(fā)展的跡象，并逐漸擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，使其擺脫了實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用逐漸向應(yīng)用現(xiàn)場發(fā)展。以這種形勢為基礎(chǔ)，其計(jì)算方式也由傳統(tǒng)化學(xué)計(jì)量方法逐漸向主成分比例分析、最小二乘以及偏最小二乘等方法轉(zhuǎn)變。在信息技術(shù)不斷發(fā)展的今天，很多新的計(jì)算技術(shù)和檢測儀器被不斷的開發(fā)與研究出來，為很多計(jì)算流程所出現(xiàn)的問題提供了有效的解決方法，并為其整個(gè)工作的順利進(jìn)行提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.單光檢測方法

在以往的水質(zhì)監(jiān)測工作中最為常用的就是單光檢測方法，一般情況下，其主要探測技術(shù)是采用單管探測器來充當(dāng)，而主要探測量則是由水質(zhì)探測特征充當(dāng)，經(jīng)過詳細(xì)的分析與研究，總結(jié)和歸納出紫光吸收率以及水質(zhì)參數(shù)所發(fā)生的變化，進(jìn)而對實(shí)際工作中的參數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。我國現(xiàn)階段已經(jīng)有很多的企業(yè)采用檢測儀器和參數(shù)計(jì)算法來進(jìn)行分析和研究，并在此過程中研發(fā)和生產(chǎn)出了很多的新型設(shè)備，為水質(zhì)監(jiān)測工作的順利進(jìn)行提供了可靠的設(shè)備支持。與以往所采用的傳統(tǒng)測試方法相比，采用這些新型設(shè)備進(jìn)行單光檢測具有結(jié)構(gòu)簡單易于操作，無需采用化學(xué)試劑以及減少維護(hù)工作量的特征，與此同時(shí)還可以對不同性質(zhì)的水體及其波長、光譜吸收值進(jìn)行有效的區(qū)分。

2.連續(xù)光譜檢測方法

該方法是利用掃描水樣的連續(xù)紫外光譜區(qū)對吸光度信息進(jìn)行獲取，然后采用多元分析法對水質(zhì)參數(shù)中的光譜數(shù)據(jù)所具有的特征信息進(jìn)行提取，通過對光譜數(shù)據(jù)以及各個(gè)水質(zhì)參數(shù)濃度兩者之間的校正模型進(jìn)行建立，并以此校正模型為工具，對未知水樣中所具有的包括BOD/COD等在內(nèi)的參數(shù)值進(jìn)行演算。連續(xù)光譜檢測方法能夠?qū)喂鈾z測方法中所出現(xiàn)的較小的適用范圍、較差的相關(guān)性以及較低的精度等問題進(jìn)行有效的解決，一般情況下是要在與化學(xué)計(jì)量學(xué)方法相結(jié)合的基礎(chǔ)上來進(jìn)行分析與研究的。

三、應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)中紫外光譜分析的未來發(fā)展方向

目前，隨著工業(yè)在線監(jiān)測以及突發(fā)污染現(xiàn)場檢測在操作便捷以及功能全面的檢測儀器方面的要求和標(biāo)準(zhǔn)不斷升高，水質(zhì)監(jiān)測儀器也隨之不斷進(jìn)行了多功能、微型化、智能化以及自動(dòng)化的發(fā)展與改進(jìn)。近些年來，由于光學(xué)MEMS技術(shù)的不斷發(fā)展，逐漸實(shí)現(xiàn)了光學(xué)系統(tǒng)微型化的成功轉(zhuǎn)變。因此，在水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)中，對光學(xué)監(jiān)測技術(shù)尤其是直接光譜監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為其重要的未來發(fā)展方向和研究課題。

結(jié)語

綜上所述，應(yīng)用紫外光譜分析使得水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)擁有了諸如實(shí)時(shí)監(jiān)測、操作便捷、無二次污染、多參數(shù)監(jiān)測以及成本低等優(yōu)勢和特點(diǎn)，可以擴(kuò)大水體監(jiān)測范圍，對地表水、飲用水等各種水體進(jìn)行在線監(jiān)測。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，其未來發(fā)展的重點(diǎn)方向是基于紫外光譜分析的多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)。此技術(shù)可以在很大程度上降低檢測成本、增強(qiáng)檢測信息的可靠性和準(zhǔn)確性，具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。

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