基于紫外-可见光谱分析的水质监测技术

基于紫外-可见光谱分析的水质监测技术

基于光谱分析的水质监测技术是现代环境监测的一个重要发展方向, 与传统的化学分析、 电化学分析和色谱分析等分析方法相比, 光谱分析技术更具有操作简便、 消耗试剂量小、重复性好、 测量精度高和检测快速的优点, 非常适合对环境水样的快速在线监测。目前该技术主要有原子吸收光谱法、分子吸收光谱法以及高光谱遥感法, 其中高光谱遥感法由于测量精度不高多数用于定性分析, 而原子吸收光谱法精度虽高, 但由于首先要把样品汽化, 因而耗能较高 , 系统体积大, 不适合广泛使用, 比较而言, 分子吸收光谱法是目前应用较为广泛的水质分析技术, 其中紫外-可见光谱分析法可直接或间接地测定水中大多数金属离子、 非金属离子和有机污染物的含量, 具有灵敏、快速、 准确、简单等优点, 并可实现对多种水质参数的检测, 在对饮用水、 地表水 、工业废水等水体的在线监测中具有显著的技术优势, 是国内外科研机构与主要分析仪表厂商竞相研发的现代水质监测技术。

紫外-可见分子吸收光谱分析是根据物质的吸收光谱来分析物质的成分、 结构和浓度的方法, 其基本原理是是朗伯-比尔吸收定律, 即在一定的吸收光程下, 物质的浓度与吸光度成正比,
　　在多组分共存的情况下, 如各吸光组分的浓度均比较稀, 可忽略相互之间的作用, 这时体系的总吸光度等于各组分的吸光度之和 所示
A = A 1 +A 2 +A 3 +… +A N (2)
式中 A 为溶液总的吸光度, A i 式第i 个组分的吸光度, 依据吸光度的加和性, 可以进行多组分分析和多参数测量。不同化学物质各自不同的特征吸收光谱是对水质进行定性、 定量分析的基础。通过紫外/ 可见光谱仪, 采集环境水样在紫外区或可见光区的全波段连续光谱, 可以获得待测物质的特征吸收光谱, 然后利用智能算法分析光谱和各待测水质参数的关系, 建立相关预测模型, 可以实现对多种水质参数的测量并预测其变化趋势.