[发明专利]水体中有机物在线差分紫外-可见光谱检测仪及有机物检测方法

说明书

一种水体中有机物在线差分紫外‑可见光谱检测仪及有机物检测方法。本发明利用有机物中主要组分在水化学反应过程中吸光特性变化差异，发明一种在线监测有机物的差分紫外‑可见光吸收光谱的仪器及提取光谱指纹图谱的算法。具体仪器功能单元包括：光源、光路系统、检测器、参比池、样品池及pH控制调节单元。本发明的方法灵敏度高、操作便捷、应用广泛，适合河流、湖(库)、海洋、饮用水、污(废)水等各类水体在线水质监测。

技术领域：

本发明属于环境保护、环境监测技术领域，涉及一种水质监测仪器，更具体的，涉及一种定量获取水体中有机物组分的差分紫外-可见吸收光谱信息的仪器。

背景技术：

水体中有机物(AOM)主要来源于动植物腐烂、藻类繁殖代谢残余物及人类活动排放污染物，不仅会引起色、嗅味、溶解氧浓度、富营养化等水质问题，也是地球最大碳库，在全球C循环及N、P、重金属、POPs等物质循环中起到关键作用。常规水质监测项目TOC、COD、UV₂₅₄等仅反映有机污染物的总量，不能反映其来源、组分及其在环境过程中行为特性的显著差异。

AOM中含有除了羧基、酚、环脂类结构外，含有少量的含N、S、P基团，大部分基团具有紫外-可见光吸光特性。紫外-可见光谱技术灵敏度高、设备简单、操作便捷，被广泛应用于水质检测，包括AOM的监测。目前现有在线紫外-可见光监测方法主要有两大类：一是单波长模式，测定在254nm等波长的吸收值指示AOM的浓度；二是波长200-700nm范围内连续波长扫描，但由于AOM成分复杂、各种光团叠合干扰，其紫外-可见吸收光谱(UV)强度随波长呈指数下降，没有明显的特征峰。仅利用Slope、E₃:E₅等参数指示AOM的浓度、芳香类基团含量及分子大小等有限信息。

发明内容：

为解决现有技术存在的以上问题，本发明公开了一种水体中有机物在线差分紫外-可见光谱检测仪及有机物组分的差分紫外-可见吸收光谱信息提取方法，利用紫外-可见光谱技术获得AOM指纹图谱，反映AOM的组分及反映活性信息。

为实现上述发明目的，本发明具体采用以下技术方案。

一种水体中有机物在线差分紫外-可见光谱检测仪，包括光谱仪光路系统和水路系统；其特征在于：

在光路系统中，光源经过光纤和分光器分为两路，两路光源分别透过参比池和样品池后被收集传输至检测器，经检测器信号处理后通过显示模块显示检测结果；

所述水路系统包括水体样品容器和注射泵系统，水体样品经过蠕动泵注入到样品池中；

所述注射泵系统至少具有四个注射通道分别与酸、碱、去离子水、清洗剂四个储液罐相连，能够通过不同的注射通道将对应储液罐中的液体按需求注入到样品池中。

本发明进一步包括以下优选方案。

所述参比池、样品池为石英材质圆柱型或其他形状的容器，参比池盛装参比溶液或仅注入空气，样品池注入待测样品。

参比池和样品池的光路长为1-10厘米。

所述废液收集容器通过蠕动泵连接至样品池的排液口。

在碱储液罐中，配制浓度为0.01-2mol/L的NaOH或KOH溶液，具体的浓度按照以下方式设定：

当将碱储液罐中的碱液注入到样品池中，使样品达到目标pH值时，对样品稀释比例不高于1％。

在酸储液罐中，配制浓度为0.01-2mol/L的H₂SO₄、HNO₃、HCl、HClO₄溶液中的任意一种，具体的浓度按照以下方式设定：

当将酸储液罐中的酸液注入到样品池中，使样品达到目标pH值时，对样品稀释比例不高于1％。