線紫外光譜水質(zhì)分析儀的知識(shí)

　　鑒于環(huán)境保護(hù)需求的增加和水質(zhì)污染的日益嚴(yán)重，國(guó)家規(guī)定了多個(gè)水質(zhì)污染物含量的標(biāo)準(zhǔn)。廣泛應(yīng)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(jiǎn)便迅速地反映水的物理、化學(xué)及微生物的特征。
　　
　　國(guó)內(nèi)外有不少科研機(jī)構(gòu)和專業(yè)廠商都在研究如何能在線地測(cè)定這些水質(zhì)替換參數(shù)。目前，在線自動(dòng)分析儀的主要技術(shù)原理有化學(xué)滴定法、電化學(xué)丈量法、可見(jiàn)和紫外分光光度法[7]。第1種方法的原理是通過(guò)化學(xué)滴定來(lái)確定水質(zhì)參數(shù)的含量。其缺點(diǎn)是丈量時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、操縱維護(hù)復(fù)雜，運(yùn)行本錢高，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生二次污染。第2種方法的原理是利用水中有機(jī)物在工作電極表面被氧化的同時(shí)，工作電極上將有電流變化，當(dāng)工作電極的電位衡定時(shí)，電流的變化與水中的水質(zhì)參數(shù)成線性關(guān)系。通過(guò)計(jì)算電流的變化便可測(cè)出水質(zhì)參數(shù)。其主要特點(diǎn)是丈量速度快，儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有二次污染。缺點(diǎn)是通過(guò)不同電化學(xué)法產(chǎn)生的電極電流變化只和一種替換參數(shù)有線性關(guān)系，和其他水質(zhì)參數(shù)則存在非線性的關(guān)系。因此一般以電化學(xué)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(cè)物質(zhì)的分子或離子對(duì)特征電磁輻射的吸收程度進(jìn)行定量分析的方法。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，紫外吸光度能反映水中有機(jī)污染的程度，特別是對(duì)水中的一大類芳香族有機(jī)物和帶雙鍵有機(jī)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(guān)性[4]，因此，通過(guò)分析紫外吸光度來(lái)獲得水質(zhì)參數(shù)具有極為重要的理論與實(shí)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(guò)分析光譜數(shù)據(jù)的相關(guān)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(guān)系，建立相關(guān)猜測(cè)模型。實(shí)驗(yàn)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(jiǎn)便的特點(diǎn)，和同類產(chǎn)品相比具有極大的上風(fēng)。
　　
　　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(guó)外同原理的分析儀不同的是，國(guó)外儀器采用的光源只產(chǎn)生單一波長(zhǎng)的光譜，這是由于紫外UV254與COD近似成線性關(guān)系，而其他波長(zhǎng)和水質(zhì)參數(shù)的關(guān)系則比較復(fù)雜。為了不喪失其他波長(zhǎng)所提供的關(guān)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(guò)智能軟件分析不同波長(zhǎng)對(duì)水質(zhì)參數(shù)變化的影響，建立兩者的關(guān)系模型。而且不少國(guó)外儀器在使用中或多或少會(huì)用到一些化學(xué)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(shè)計(jì)的儀器在使用中則不需要任何化學(xué)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(fù)性好、本錢低、不形成二次污染的優(yōu)點(diǎn)。