[发明专利]水体硝基苯含量测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种水体硝基苯含量测量装置及测量方法，属于水质环境监测领域。

背景技术

环境中的硝基苯主要来自化工厂、染料厂的废水废气，尤其是苯胺染料厂排出的污水中含有大量硝基苯。硝基苯在水中具有极高的稳定性。由于其密度大于水，进入水体的硝基苯会沉入水底，长时间保持不变。又由于其在水中有一定的溶解度，所以造成的水体污染会持续相当长的时间。在硝基苯环境污染预警与治理，准确测量硝基苯在水体中的浓度有助于了解水体被污染的程度，可以最快速的制定适当的急救与治理措施。

吸光度（absorbance）是指光线通过溶液或某一物质前的入射光强度与该光线通过溶液或物质后的透射光强度比值的以10为底的对数（即a=lg(I₀/I₁)），其中a为吸光度，I₀为入射光强，I₁为透射光强，影响它的因素有溶剂、浓度、温度等等。

通过测量硝基苯溶液的紫外吸光度可以快速测量硝基苯溶液浓度，但是，硝基苯紫外吸收系数比较大，吸光度线性相关浓度范围比较低，只有在0-30ppm范围内才能测量准确，此外，由于硝基苯难溶于水，浓度稍大的硝基苯溶液在测量时很难准确测量，通过紫外吸收法准确测量大范围硝基苯溶液浓度比较困难。

硝基苯溶液标准曲线的绘制方法：配置浓度分别为0.1ppm、0.5 ppm、2.5 ppm、5 ppm、10 ppm、15 ppm、20 ppm、25 ppm、30 ppm、35 ppm、40 ppm的硝基苯水溶液，得到不同标准浓度硝基苯对应的吸光度曲线A，如图1所示。在图1中，测量波长在峰值附近（240-300nm之间）的吸光度A值与浓度n存在对应关系，在240-300nm处每隔3nm取一个点，得到21个对应波长处的吸光度值之和a与浓度之间的关系如图2所示，说明硝基苯浓度n在0-30ppm区间时，吸光度值A与n存在线性相关性。选取图1中硝基苯浓度为10ppm的光谱作为标准光谱，标准光谱在不同波长λ处的吸光度用A（λ）表示。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以准确测量高浓度硝基苯溶液的装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种水体硝基苯含量测量装置，包括遮光箱、流通池、光源、探测器、水箱、单片机、蠕动泵、三通电磁阀、电磁阀、超声振子、第一水管、第二水管、第三水管、第四水管、第五水管；

所述流通池固定在遮光箱中，所述遮光箱与流通池均为密封式箱体，流通池至少有沿光路方向的两面透光，所述光源固定在流通池透光一侧上部中央位置对应的遮光箱内表面，所述探测器固定在光源垂直正下方的遮光箱内表面，所述超声振子放置于流通池内；

所述蠕动泵固定在遮光箱内，通过第一水管将流通池内的溶液排出至遮光箱外，所述电磁阀固定在遮光箱内，通过第二水管连接流通池和遮光箱外界空气，所述水箱设置于遮光箱外，所述三通电磁阀通过第三水管连接水箱，通过第四水管连接流通池，通过第五水管连接待测水样；

所述单片机用于控制光源、探测器、蠕动泵、三通电磁阀、电磁阀和超声振子。

优选的，所述遮光箱采用金属材料制成。

优选的，所述流通池采用石英玻璃制成。

优选的，所述光源为脉冲氙灯、氘灯或240-300nm之间的紫外LED。

优选的，所述探测器为光谱仪。

优选的，所述水箱内装有蒸馏水。

本发明还提供了一种水体硝基苯含量的测量方法，使用上述的装置完成，其步骤包括：

a、设定硝基苯浓度为10ppm的紫外吸收光谱作为标准光谱，选定240-300nm之间某点波长λ₀作为测量波长，测量得到流通池的体积容量V；

b、打开单片机开关，单片机依次启动光源、探测器，得到没有水样时的原始光强I₀；

c、单片机启动蠕动泵，控制三通电磁阀，将待测水样抽入填满流通池后，单片机再次启动光源、探测器，得到有水样时的透射光强I₁；

d、由光强I₀、I₁得到吸光度a₁，代入关系式n₁= 10 a₁/A（λ₀）ppm，得到流通池内溶液的浓度n₁，单片机判断吸光度n₁的大小，当n₁介于0-30ppm之间时，直接输出测量结果n= n₁；