紫外—可見(jiàn)光譜分析基礎(chǔ)下的水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展

彭增峰+++洪敏

【摘要】：紫外-可見(jiàn)光譜分析技術(shù)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中的應(yīng)用，可以讓工業(yè)廢水、生活污水和地表水的監(jiān)測(cè)工作的優(yōu)化，有著一定的促進(jìn)作用。本文主要從這一技術(shù)的概念入手，這一技術(shù)的研究進(jìn)展的影響和未來(lái)的發(fā)展方向進(jìn)行了探究。

【關(guān)鍵詞】：紫外-可見(jiàn)光譜；水質(zhì)監(jiān)測(cè)；環(huán)境工程；研究狀態(tài)

【前言】：紫外-可見(jiàn)光譜研究工作的開(kāi)展，對(duì)我國(guó)水資源檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展有著積極而對(duì)促進(jìn)作用。紫外-可見(jiàn)光譜的應(yīng)用，對(duì)傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中存在的技術(shù)測(cè)量周期長(zhǎng)、測(cè)量過(guò)程復(fù)雜和所需化學(xué)材料相對(duì)較多的問(wèn)題進(jìn)行了解決，也在環(huán)境工程領(lǐng)域的飲用水工程、地表水工程和工業(yè)用水工程的發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮了積極作用

一、紫外-可見(jiàn)光譜分析下的水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的概述

紫外-可見(jiàn)光譜分析基礎(chǔ)下的水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)主要指的是借助化學(xué)計(jì)量分析法和連續(xù)光譜檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)的檢測(cè)技術(shù)[1]。在水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中，這一技術(shù)主要在以下幾項(xiàng)工作中得到了應(yīng)用，一是生活污水的監(jiān)測(cè)工作，而是工廠廢水的監(jiān)測(cè)工作，三是飲用水的水源監(jiān)測(cè)工作。在水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作的開(kāi)展過(guò)程中，這一技術(shù)可以對(duì)系統(tǒng)的精度和反應(yīng)速度等問(wèn)題進(jìn)行控制。連續(xù)光譜檢測(cè)技術(shù)也可以對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和分辨率進(jìn)行有效控制。TOC參數(shù)、COD參數(shù)、TURB參數(shù)和NO3-N參數(shù)是紫外-可見(jiàn)光譜技術(shù)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中涉及到的主要參數(shù)。信息技術(shù)的發(fā)展，對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展起到了一定的促進(jìn)作用，從具體的監(jiān)測(cè)方法來(lái)看，水質(zhì)分析方法主要由以下幾個(gè)部分組成，一是連續(xù)光譜分析法；而是多波長(zhǎng)分析法；三是雙波長(zhǎng)分析法；四是單波長(zhǎng)分析法。

二、紫外-可見(jiàn)光譜分析下的水質(zhì)監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀及影響

（一）紫外-可見(jiàn)光譜分析下的水質(zhì)監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀

紫外-可見(jiàn)光譜分析下的水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)是以集成電路光譜掃描為硬件基礎(chǔ)的一種掃描技術(shù)。從國(guó)外的研究進(jìn)展來(lái)看，基于這一技術(shù)的水質(zhì)污染預(yù)警技術(shù)的研究已經(jīng)取得了突破性的進(jìn)展。在設(shè)計(jì)應(yīng)用過(guò)程中，這種預(yù)警技術(shù)在將水質(zhì)紫外-可見(jiàn)光譜看作是系統(tǒng)中的具體輸入變量以后，可以通過(guò)對(duì)光譜中可能出現(xiàn)的異常變化的方式，進(jìn)行水質(zhì)污染預(yù)警。這種技術(shù)也可以讓計(jì)算機(jī)在常見(jiàn)污染事件的仿真分析中發(fā)揮一定的作用。我國(guó)學(xué)者在對(duì)這一問(wèn)題問(wèn)題進(jìn)行探究的過(guò)程中構(gòu)建了投入式紫外光譜法數(shù)字化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和連續(xù)光譜稅制分析樣機(jī)。前者對(duì)COD和NO3-N等水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行有效的測(cè)量和存儲(chǔ)分析。后者可以利用模型快速算法對(duì)水中的COD參數(shù)值進(jìn)行監(jiān)測(cè)。重慶大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的基于紫外連續(xù)光譜分析的水質(zhì)監(jiān)測(cè)微系統(tǒng)可以借助微型光譜完成水質(zhì)參數(shù)的在線測(cè)量工作。

（二）紫外-可見(jiàn)光譜分析下的水質(zhì)監(jiān)測(cè)研究的影響

紫外-可見(jiàn)光譜基礎(chǔ)下的水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)讓水質(zhì)監(jiān)測(cè)的技術(shù)含量得到了有效提升[2]。在線監(jiān)測(cè)機(jī)制和原位檢測(cè)機(jī)制的構(gòu)建，對(duì)水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)的科學(xué)性的提升有著積極的促進(jìn)作用。在操作儀器得到更新以后，水質(zhì)監(jiān)測(cè)操作流程的規(guī)范性和監(jiān)測(cè)質(zhì)量得到了有效的提升。

這一技術(shù)的發(fā)展，對(duì)環(huán)境工程的發(fā)展也有著一定的促進(jìn)作用。與飲用水領(lǐng)域、地表水領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域有關(guān)的工程可以被看作是環(huán)境工程的重要組成部分。在這一水質(zhì)監(jiān)測(cè)機(jī)制的影響下，飲用水的質(zhì)量會(huì)得到有效的提升。在對(duì)水的污染率進(jìn)行有效降低以后，這一機(jī)制在地表水領(lǐng)域中所發(fā)揮的作用，對(duì)環(huán)境生態(tài)的平衡發(fā)展也有著積極的影響。它在工業(yè)用水領(lǐng)域所發(fā)揮出來(lái)的作用，可以讓工業(yè)領(lǐng)域和礦業(yè)領(lǐng)域的缺水問(wèn)題得到有效的改善。

三、紫外-可見(jiàn)光譜分析基礎(chǔ)下的水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)的未來(lái)研究方向

（一）向操作簡(jiǎn)便、重復(fù)性能好的方向發(fā)展

操作簡(jiǎn)便性是這一技術(shù)的一個(gè)重要的研究方向[3]。從這一技術(shù)的應(yīng)用前景來(lái)看，在未來(lái)階段，技術(shù)人員可以借助一些相對(duì)簡(jiǎn)單的操作方法來(lái)完成一些復(fù)雜的工序。因而監(jiān)測(cè)人員可以用最少的事件來(lái)開(kāi)展監(jiān)測(cè)工作。還需要對(duì)檢測(cè)工作的錯(cuò)誤率進(jìn)行有效降低。在水質(zhì)監(jiān)測(cè)的操作時(shí)間得到有效降低以后，水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作的整體工作效率會(huì)得到有效的提升，對(duì)檢測(cè)機(jī)制的重復(fù)性能的強(qiáng)化，可以在對(duì)監(jiān)測(cè)經(jīng)費(fèi)進(jìn)行有效降低的基礎(chǔ)上，對(duì)監(jiān)測(cè)工作的整體利用率進(jìn)行提升。

（二）向測(cè)量精度更高、檢測(cè)速度更快的方向發(fā)展

從紫外-可見(jiàn)光譜分析技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，測(cè)量精度要求的提升，是這一技術(shù)的一種重要的發(fā)展趨勢(shì)。針對(duì)不同用水對(duì)精度要求的差異性，在這一技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，監(jiān)測(cè)速度的提升，成為了學(xué)者所關(guān)注的一個(gè)重要問(wèn)題。在水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的技能性要求不斷提升的情況下，水質(zhì)監(jiān)測(cè)速度的提升，可以讓水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作的工作效率得到有效提升。

（三）向低消耗、低成本的方向發(fā)展

在這一技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，低消耗也成為了檢測(cè)儀器所要具備的特性[4]。在讓監(jiān)測(cè)設(shè)備消耗最少的能源的基礎(chǔ)上，監(jiān)測(cè)過(guò)程中的能源消耗問(wèn)題也開(kāi)始得到了學(xué)者的關(guān)注。可以說(shuō)，在未來(lái)一段時(shí)期，在水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作的開(kāi)展過(guò)程中，監(jiān)測(cè)人員不會(huì)在監(jiān)測(cè)過(guò)程中投入過(guò)多的水，不會(huì)在監(jiān)測(cè)過(guò)程中投入過(guò)量的元素。低消耗方式在水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備中的應(yīng)用，可以讓水質(zhì)監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)成本得到有效降低，低消耗的檢測(cè)體系的構(gòu)建，也可以讓水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的維護(hù)成本得到有效的降低。

結(jié)論：水質(zhì)監(jiān)測(cè)是對(duì)水資源的污染情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)的重要方式。測(cè)量精度高、測(cè)量范圍廣，是紫外-可見(jiàn)光譜分析基礎(chǔ)下的水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的主要特點(diǎn)。這一技術(shù)的研究工作可以讓水質(zhì)監(jiān)測(cè)機(jī)制得到優(yōu)化，也可以為環(huán)境工程的發(fā)展提供一定的幫助。操作簡(jiǎn)單化、低消耗低成本化是這一技術(shù)在未來(lái)一段時(shí)期的主要發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

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作者信息

姓名：彭增峰（1982.08.31）；性別：男，籍貫：浙江省溫州市，學(xué)歷：本科，畢業(yè)于麗水學(xué)院；現(xiàn)有職稱：助理工程師；研究方向：環(huán)境工程，水質(zhì)檢測(cè)；