[实用新型]一种溶解性有机物与硝态氮水质分析仪

说明书

本实用新型属于环境分析检测领域，公开了一种溶解性有机物与硝态氮水质分析仪。所述分析仪包括光学检测组件，所述的光学检测组件包括比色皿、峰值波长为275±10nm的第一深紫外LED、峰值波长为235±10nm的第二深紫外LED、第一光电二极管和第二光电二极管，所述第一深紫外LED、第二深紫外LED的光源中心分别与第一光电二极管、第二光电二极管的中心相对。本实用新型的装置根据Abs_275±10预测溶解性有机物的化学需氧量指标和总有机碳指标，根据Abs_235±10和Abs_275±10计算出硝态氮浓度，校准有机物的干扰，显著提高检测的准确度。

技术领域

本实用新型属于环境分析检测领域，具体涉及一种溶解性有机物与硝态氮水质分析仪。

背景技术

在各类自然水体和污水中普遍存在溶解性有机物(dissolved organic matter,DOM)，而溶解性有机物是化学需氧量指标(Chemical Oxygen Demand,COD)和总有机碳(Total Organic Carbon)指标的主要贡献者。氮元素是造成水体富营养化的重要营养元素，其中硝态氮是农业面源污染和城市生活污水排放的主要形态。

分析检测溶解性有机物浓度水平的方法主要包括化学法和光谱法。其中化学法主要包括化学需氧量测试和总有机碳测试；而光谱法则主要利用溶解性有机物在250～300nm范围内具有特征吸收。化学法虽然在国家或行业标准中广泛采用，但其在线监测设备结构复杂，体积较大，价格高昂，测试周期长，需要化学试剂，存在二次化学污染，运维与废液处理费用高昂；而光谱法的紫外吸光度指标具有简单、快速和无需化学试剂等优点，可以作为COD和TOC指标的替代性指标。

硝态氮的测试方法有酚二磺酸光度法、紫外分光光度法、离子色谱法等，酚二磺酸试剂不稳定，限制了酚二磺酸光度法在线监测设备的广泛应用。紫外分光光度法的原理是利用硝酸根在220nm处有紫外吸收而在275nm处无紫外吸收，自然水体中溶解性有机物在220nm和275nm处的吸光度之间的关系约为Abs₂₂₀＝2Abs₂₇₅，通过计算Abs₂₂₀-2Abs₂₇₅来消除溶解性有机物对硝酸盐测定的干扰。

综上所述，溶解性有机物和硝态氮的水质指标均可通过光谱法实现快速检测。目前，具有同时检测溶解性有机物和硝态氮浓度功能的光谱法设备主要是采用脉冲氙灯光源，通过测试200-750nm波段的紫外-可见吸收光度，实现对硝酸盐浓度、溶解性有机物浓度、浊度和色度等多参数指标的分析检测。然而，这些基于脉冲氙灯光源的光谱法水质监测设备或探头，仍存在体积较大，功耗较高的问题。特别是此类设备需要特定升压电源，难以实现便携手持式产品的开发。

发光二极管LED具有体积小、功耗低、成本低、单色性好、操作电压低和可高速频繁开关等优点。特别是近年来，深紫外LED技术已经实现商业化生产，为光谱法水质检测提供了新型光源技术。

发明专利申请号为2015208688575的申请案公开了一种以LED发光二极管为光源的紫外荧光双信号水质监测装置及其应用方法，该发明采用265nm或280nm LED作为光源，通过紫外吸收法或荧光光谱法实现对溶解性有机物和特定组分的快速分析检测。然而该方法无法实现对硝酸盐的检测。

发明专利公开号为CN109073455A的申请案公开了一种用于多参数水质测量的光学硝酸盐传感器，其原理是采用深紫外LED发出中心波长为229nm的紫外光，经分光片分为两条光路，一路紫外光经过水样照射到测量光电二极管上，另一路紫外光照射到参考光电二极管上。由于水样中溶解性有机物同样在229nm处具有强烈吸收，会导致所测硝态氮浓度严重偏高。此外，该发明所用的光电二极管为硅基光电二极管，需要添加滤光片，以消除可见散射光的干扰。

基于现有技术的缺陷，亟需发明一种新的硝态氮浓度分析仪器及分析方法。

发明内容

1.要解决的问题