基于紫外光譜的水質(zhì)有機(jī)物污染異常檢測方法研究

■劉艷玲（河北省地礦局第二地質(zhì)大隊(duì)河北唐山063000）

基于紫外光譜的水質(zhì)有機(jī)物污染異常檢測方法研究

■劉艷玲
（河北省地礦局第二地質(zhì)大隊(duì)河北唐山063000）

紫外光譜是一種應(yīng)用于水質(zhì)污染異常檢測的方法，可以有效的對水質(zhì)進(jìn)行檢測，為水質(zhì)污染預(yù)警以及防治措施提出提供了有效的依據(jù)。本文對水質(zhì)有機(jī)物污染異常檢測方法的研究，將注重紫外光譜這一技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，并就其相關(guān)檢測方法進(jìn)行了闡述，希望能夠?yàn)樗|(zhì)有機(jī)物污染異常檢測提供一些參考和建議。

紫外光譜水質(zhì)有機(jī)物污染檢測方法

1　紫外光譜水質(zhì)有機(jī)物異常檢測方法

紫外光譜水質(zhì)有機(jī)物異常檢測方法，是當(dāng)下應(yīng)用于水質(zhì)有機(jī)物檢測當(dāng)中的一種有效技術(shù)手段，并且得到了較為廣泛的應(yīng)用。紫外光譜應(yīng)用于水質(zhì)有機(jī)物檢測當(dāng)中，主要經(jīng)歷了三個階段，分別是單特征波長分析、多特征波長分析以及連續(xù)光譜分析。其中，紫外光譜單特征波長分析方法，得到了廣泛推廣，并且在水質(zhì)有機(jī)物檢測當(dāng)中，取得了較好的效果。

單特征波長檢測技術(shù)分析：單特征波長檢測技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，可以對水中的有機(jī)物進(jìn)行吸光反應(yīng)，以254nm的特征波長紫外吸光度較好，可以反映出水內(nèi)的有機(jī)物濃度。利用這一點(diǎn)，在進(jìn)行水質(zhì)檢測過程中，可以有效分析水中有機(jī)物含量，進(jìn)而分析出水質(zhì)有機(jī)物污染程度。

多特征波長檢測技術(shù)分析：多特征波長較之單特征波長檢測技術(shù)最大的優(yōu)勢是：能夠包含更多的信息量，消除其他因素影響，更好地實(shí)現(xiàn)水質(zhì)檢測。多特征波長這一檢測技術(shù)應(yīng)用于水質(zhì)有機(jī)物污染異常檢測當(dāng)中，主要結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，建立有效的COD數(shù)學(xué)模型，從而獲取較好地檢出效果[1]。

連續(xù)光譜分析：連續(xù)光譜信息是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，而在近幾年來發(fā)展起來的一種水質(zhì)有機(jī)物檢測技術(shù)。連續(xù)光譜分析比值單特征波長檢測技術(shù)和多特征波長檢測技術(shù)更具優(yōu)勢，它能夠系統(tǒng)的對水質(zhì)有機(jī)物進(jìn)行分析，檢出水質(zhì)有機(jī)物污染的實(shí)際情況。連續(xù)光譜分析更具精確性，注重建立水質(zhì)有機(jī)物檢測系統(tǒng)，發(fā)揮系統(tǒng)性能，并且能夠?qū)λ|(zhì)污染情況進(jìn)行有效的監(jiān)測。

圖1　苯酚270nm變化趨勢示意圖

2　紫外光譜水質(zhì)有機(jī)物污染異常檢測方法的實(shí)際應(yīng)用分析

本文對紫外光譜水質(zhì)有機(jī)物污染異常檢測方法的實(shí)際應(yīng)用分析，主要以實(shí)際案例為主，分析了紫外光譜對自來水中有機(jī)物異常的檢測以及單波長異常檢測方法。

2.1自來水中有機(jī)物異常檢測實(shí)際應(yīng)用分析

自來水對于人們?nèi)粘Ｉ顏碚f具有重要的影響，對自來水中有機(jī)物異常檢測，可以保證人們的用水安全。日常生活中的自來水水管中，通常會進(jìn)行加氯處理，這種方法，可以使水中的有機(jī)物與氯合成，降低有機(jī)物對人們身體的影響。但這種沉淀有機(jī)物的方法在實(shí)際應(yīng)用過程中，還會產(chǎn)生THM有害物質(zhì)，并且有機(jī)物在與氯進(jìn)行反應(yīng)時，還有可能出現(xiàn)氯化多環(huán)烴芳類化合物，這些化學(xué)物質(zhì)對人體的傷害性較大。

利用紫外光譜對自來水進(jìn)行有機(jī)物異常檢測時，首先，要獲取自來水的背景光譜數(shù)據(jù)，并且根據(jù)有機(jī)物的濃度進(jìn)行紫外光譜數(shù)據(jù)比對，形成光譜矩陣。之后利用紫光光譜進(jìn)行檢測，提取自來水有機(jī)物的濃度特征，根據(jù)相關(guān)算法進(jìn)行分類，最后再與光譜矩陣進(jìn)行對比，確定有機(jī)物異常情況。這一檢測過程中，要注重紫外光譜儀的選用，通常可以選用HACH公司生產(chǎn)的DR5000型號，在進(jìn)行檢測過程中，要事先對紫外光譜儀進(jìn)行零處理，之后才可以進(jìn)行相應(yīng)的檢測工作[2]。

2.2單波長異常檢測方法分析

關(guān)于單波長異常檢測方法，主要涉及到了UV254檢測方法和特定波長檢測方法。其中，UV254檢測方法即是254nm處的紫外吸光度，254nm處的紫外吸光度反應(yīng)了水質(zhì)整體的有機(jī)物綜合指標(biāo)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，需要結(jié)合水質(zhì)模擬平臺光譜波長進(jìn)行分析，并且根據(jù)數(shù)據(jù)建立ROC曲線，并對ROC曲線面積進(jìn)行計(jì)算。ROC曲線面積，反映了水質(zhì)檢測特定波長的吸光度，其正態(tài)分布密度函數(shù)，反映了有機(jī)物的實(shí)際情況。而特定波長檢測方法在實(shí)際檢測過程中，由于有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)不同，其在吸收紫外光過程中，在某些特定波長位置會出現(xiàn)固定的吸收峰，吸收峰則可以作為特定波長進(jìn)行水質(zhì)有機(jī)物異常檢測的判斷依據(jù)。有關(guān)特定波長對水質(zhì)有機(jī)物的檢測，我們可以利用圖1進(jìn)行分析：

單波長的紫外光譜檢測技術(shù)，在進(jìn)行水質(zhì)苯酚含量檢測時，利用特定波長檢測方法，主要分析其吸收峰的變化情況。圖1中，苯酚270nm特定波長的吸光度在800時間點(diǎn)、2200-2400時間點(diǎn)出現(xiàn)吸收峰，說明270nm特定波長的吸光會隨著時間變化而產(chǎn)生較大的波動。根據(jù)這一反應(yīng)特點(diǎn)，利用ROC曲線進(jìn)行面積求解，算出ROC的面積值，并且經(jīng)過對比，我們就可以看出苯酚的含量是否符合正常標(biāo)準(zhǔn)了[3]。

除此之外，單波長的紫外光譜檢測方法還可以應(yīng)用于COD值異常檢測，檢測水質(zhì)有機(jī)物中氧量的含量，分析強(qiáng)氧化劑下，水體中的還原性物質(zhì)在被氧化后的含量。COD值是衡量氧化劑數(shù)量的一個重要指標(biāo)，也是判斷水質(zhì)有機(jī)物含量是否達(dá)標(biāo)的一個關(guān)鍵。利用單波長紫外光譜，可以對這一數(shù)值進(jìn)行有效檢測。

綜上所述，通過利用紫外光譜進(jìn)行水質(zhì)有機(jī)物污染異常檢測，可以對水質(zhì)情況進(jìn)行分析，確保人們的用水安全。同時，水質(zhì)有機(jī)物污染異常檢測，也可以更好地為水質(zhì)保護(hù)提供有效手段，促進(jìn)我國水資源保護(hù)事業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。因此，在實(shí)際檢測過程中，必須加強(qiáng)紫外光譜技術(shù)的應(yīng)用，使之能夠更好地服務(wù)于水質(zhì)有機(jī)物污染異常檢測工作當(dāng)中，發(fā)揮其應(yīng)有作用，以此促進(jìn)水質(zhì)檢測工作的進(jìn)步。

[1]代雷雷.基于紫外光譜的水質(zhì)有機(jī)物污染異常檢測方法研究[D].浙江大學(xué),2014.

[2]李家琛.基于紫外光譜及常規(guī)水質(zhì)參數(shù)信息的水質(zhì)有機(jī)物污染檢測方法研究[D].浙江大學(xué),2014.

[3]趙友全,王慧敏,劉子毓,李玉春,范世福.基于紫外光譜法的水質(zhì)化學(xué)需氧量在線檢測技術(shù)[J].儀器儀表學(xué)報(bào),2010,09:1927-1932.

TU46+1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-1-216-1

劉艷玲（1969～），女，本科，研究方向?yàn)閹r石礦物土壤物理化學(xué)性質(zhì)及水質(zhì)測試分析選礦。