基于紫外-可見光譜分析的水質監測技術

基于光譜分析的水質監測技術是現代環境監測的一個重要發展方向, 與傳統的化學分析、 電化學分析和色譜分析等分析方法相比, 光譜分析技術更具有操作簡便、 消耗試劑量小、重復性好、 測量精度高和檢測快速的優點, 非常適合對環境水樣的快速在線監測。目前該技術主要有原子吸收光譜法、分子吸收光譜法以及高光譜遙感法, 其中高光譜遙感法由于測量精度不高多數用于定性分析, 而原子吸收光譜法精度雖高, 但由于首先要把樣品汽化, 因而耗能較高 , 系統體積大, 不適合廣泛使用, 比較而言, 分子吸收光譜法是目前應用較為廣泛的水質分析技術, 其中紫外-可見光譜分析法可直接或間接地測定水中大多數金屬離子、 非金屬離子和有機污染物的含量, 具有靈敏、快速、 準確、簡單等優點, 并可實現對多種水質參數的檢測, 在對飲用水、 地表水 、工業廢水等水體的在線監測中具有顯著的技術優勢, 是國內外科研機構與主要分析儀表廠商競相研發的現代水質監測技術。

紫外-可見分子吸收光譜分析是根據物質的吸收光譜來分析物質的成分、 結構和濃度的方法, 其基本原理是是朗伯-比爾吸收定律, 即在一定的吸收光程下, 物質的濃度與吸光度成正比,
　　在多組分共存的情況下, 如各吸光組分的濃度均比較稀, 可忽略相互之間的作用, 這時體系的總吸光度等于各組分的吸光度之和 所示
A = A 1 +A 2 +A 3 +… +A N (2)
式中 A 為溶液總的吸光度, A i 式第i 個組分的吸光度, 依據吸光度的加和性, 可以進行多組分分析和多參數測量。不同化學物質各自不同的特征吸收光譜是對水質進行定性、 定量分析的基礎。通過紫外/ 可見光譜儀, 采集環境水樣在紫外區或可見光區的全波段連續光譜, 可以獲得待測物質的特征吸收光譜, 然后利用智能算法分析光譜和各待測水質參數的關系, 建立相關預測模型, 可以實現對多種水質參數的測量并預測其變化趨勢.