線紫外光譜水質(zhì)分析儀的知識

　　鑒于環(huán)境保護需求的增加和水質(zhì)污染的日益嚴重，國家規(guī)定了多個水質(zhì)污染物含量的標準。廣泛應用的水質(zhì)參數(shù)主要有兩類：一類是直接反映水中的具體成分，如金屬離子的濃度等；另一類稱為替換參數(shù)，如COD、BOD、TOC等。替換參數(shù)能簡便迅速地反映水的物理、化學及微生物的特征。
　　
　　國內(nèi)外有不少科研機構和專業(yè)廠商都在研究如何能在線地測定這些水質(zhì)替換參數(shù)。目前，在線自動分析儀的主要技術原理有化學滴定法、電化學丈量法、可見和紫外分光光度法[7]。第1種方法的原理是通過化學滴定來確定水質(zhì)參數(shù)的含量。其缺點是丈量時間過長、操縱維護復雜，運行本錢高，同時還會產(chǎn)生二次污染。第2種方法的原理是利用水中有機物在工作電極表面被氧化的同時，工作電極上將有電流變化，當工作電極的電位衡定時，電流的變化與水中的水質(zhì)參數(shù)成線性關系。通過計算電流的變化便可測出水質(zhì)參數(shù)。其主要特點是丈量速度快，儀器結(jié)構簡單，沒有二次污染。缺點是通過不同電化學法產(chǎn)生的電極電流變化只和一種替換參數(shù)有線性關系，和其他水質(zhì)參數(shù)則存在非線性的關系。因此一般以電化學法為原理的在線分析儀只能丈量一種水質(zhì)參數(shù)[2]。第3種方法是建立在吸收定律之上的一種利用被測物質(zhì)的分子或離子對特征電磁輻射的吸收程度進行定量分析的方法。實驗證實，紫外吸光度能反映水中有機污染的程度，特別是對水中的一大類芳香族有機物和帶雙鍵有機物尤為靈敏。很多資料亦表明紫外吸光度和一些主要水質(zhì)替換參數(shù)具有一定的相關性[4]，因此，通過分析紫外吸光度來獲得水質(zhì)參數(shù)具有極為重要的理論與實際意義。該文介紹的是一種新型在線紫外光譜水質(zhì)分析儀，以紫外分光光度法為原理，采集水樣在紫外區(qū)的全波段光譜，通過分析光譜數(shù)據(jù)的相關性，獲得全光譜中的特征光譜。然后利用智能軟件的算法分析光譜和各水質(zhì)參數(shù)的關系，建立相關猜測模型。實驗結(jié)果表明，該水質(zhì)分析儀有丈量速度快、精度高、跟蹤性能好、操縱簡便的特點，和同類產(chǎn)品相比具有極大的上風。
　　
　　系統(tǒng)丈量原理，該儀器就是一種以紫外分光光度法為原理的水質(zhì)分析儀。和國外同原理的分析儀不同的是，國外儀器采用的光源只產(chǎn)生單一波長的光譜，這是由于紫外UV254與COD近似成線性關系，而其他波長和水質(zhì)參數(shù)的關系則比較復雜。為了不喪失其他波長所提供的關于水質(zhì)參數(shù)的有用信息，該儀器使用的光源產(chǎn)生250～470nm的光譜，通過智能軟件分析不同波長對水質(zhì)參數(shù)變化的影響，建立兩者的關系模型。而且不少國外儀器在使用中或多或少會用到一些化學試劑。如日本DKK－TOA公司的幾款水質(zhì)分析儀就是屬于這種類型。筆者設計的儀器在使用中則不需要任何化學試劑，因此能更迅速、直接地獲得各種水質(zhì)參數(shù)。相比以往的各種水質(zhì)分析儀，該系統(tǒng)具有丈量速度快、可重復性好、本錢低、不形成二次污染的優(yōu)點。