[发明专利]基于全波长紫外可见吸收光谱的水质在线监测方法

说明书

本发明提出基于全波长紫外可见吸收光谱的水质在线监测方法。包括如下步骤：建立COD标准工作曲线；建立浊度标准工作曲线，作为标准校正模型S；采集水样，编号后分别获取其紫外可见吸收光谱，作为实际校正模型A；区分浊度测试计算区域、COD计算区域；对待测水样的光谱进行归一化处理，将其可见光/紫外光波段谱线与各条标准/实际校正模型S/A进行筛选比对，得出最相似的1‑2条模型曲线，计算给出其最优浊度或COD浓度。在具体监测流程中，建模时，综合标准物质及实际水样光谱曲线建立参照校正数据库，对有机物及浊度采用多源模拟校正法，提高模型的普适性及准确度；同时引入温度校正系数，保证系统在各个季节检测的稳定性及一致性。

技术领域

本发明属于水质监测技术领域，特别涉及基于全波长紫外可见吸收光谱的水质在线监测方法。

背景技术

水质原位在线监测是指在待测目标地投放监测系统，对当前环境水质的各类综合指标及污染物水平进行实时监测并反馈给系统平台进行分析处理，对于突发性水质变化的溯源及处置具有重要意义。目前对于化学需氧量、硝态氮、亚硝氮、磷等各项水质生化参数的检测普遍基于国标湿化学法原理，这种方法不仅耗时耗力、设备复杂、需要化学试剂，且检测过程中产生的废液如若处置不当极易对水环境造成二次污染。

紫外可见吸收光谱法是一种灵敏、准确、简便的水质快速分析技术，检测过程无需化学试剂，通过结构优化可实时在线监测，目前被广泛应用于多项水质参数的检测。以COD为例，现阶段对于COD的测定可分为单波长、双/多波长及全光谱法，其中单波长法因其检测原理单一基本已被淘汰；双波长法最为常用，即基于朗伯比尔定律，采用546nm处的吸光度作为体系内浊度吸光度，通过254nm处总吸光度扣除546nm处浊度吸光度进行简单校正，推算出体系内COD贡献的吸光度进而得出COD浓度。该方法适用于成分单一、环境简单的水样，然而实际情况中不仅水质成分复杂、浊度及有机物组成不同，且测试硬件等受水温等影响也会产生参数变化，这些因素都将导致检测出现严重偏差，对水质环境造成错误的预警及判断。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于全波长紫外可见吸收光谱的水质在线监测系统及方法，利用稳定光源产生紫外-可见全波段的连续光束对水质进行检测，能够更全面的反映水质情况。

本发明提出基于全波长紫外可见吸收光谱的水质在线监测方法，包括如下步骤：

建立COD标准工作曲线及浊度标准工作曲线，作为标准校正模型S；

采集水样，编号后分别获取其紫外可见吸收光谱，作为实际校正模型A；

区分浊度测试计算区域、COD计算区域；

对待测水样的光谱进行归一化处理，将其可见光/紫外光波段谱线与各条标准/实际校正模型S/A进行筛选比对，得出最相似的1-2条模型曲线，计算给出其最优浊度或COD浓度。

进一步的，所述建立COD标准工作曲线包括：

配制不同浓度水平的邻苯二甲酸氢钾溶液并测试其吸光度，各所述吸光度值构成所述COD标准工作曲线。

进一步的，所述建立浊度标准工作曲线包括：

配制不同浊度水平的福尔马肼、硅藻土、膨润土、高岭土。

进一步的，所述浊度测试计算区域的光谱曲线范围为可见光区400-700nm。

进一步的，所述COD计算区域的光谱曲线范围为190-360nm。

进一步的，所述待测水样为不同地区不同种类的水样。

进一步的，所述最优浊度或COD浓度的计算方式为线性分析的计算方式。

进一步的，所述线性分析的计算模型为：