紫外光譜技術(shù)在水質(zhì)檢測中的應(yīng)用

郭德春

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國在水質(zhì)檢測方面的技術(shù)逐漸成熟，實現(xiàn)了不同類型的檢測系統(tǒng)。利用水質(zhì)移動檢測系統(tǒng)、水質(zhì)自動檢測系統(tǒng)和紫外光譜水質(zhì)檢測技術(shù)準(zhǔn)確掌握水質(zhì)狀態(tài)，在理論層面上為水資源的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。本文通過分析紫外光譜技術(shù)，進而分析了該技術(shù)在水質(zhì)檢測中的實際應(yīng)用情況。

【關(guān)鍵詞】紫外線；光譜技術(shù)；水質(zhì)檢測

引言

在經(jīng)濟飛速發(fā)展的時代，環(huán)境狀況愈來愈差，水資源的污染也越來越嚴(yán)重，成為不容小覷的全球性問題。各國關(guān)注的焦點也隨之轉(zhuǎn)移到水資源的問題上。水質(zhì)的檢測、環(huán)境污染的情況受到各界人士的重視。 目前在水質(zhì)檢測技術(shù)上，紫外光譜分析技術(shù)收到了國內(nèi)外專家的一致好評，利用這種技術(shù)來制定切實可行的水資源防治計劃從而為我國水資源的環(huán)境問題的控制和改善提供了堅實的理論基礎(chǔ)。

1、紫外光譜分析技術(shù)原理

利用紫外線來進行吸收凈化是紫外分析光譜技術(shù)的主要工作原理，基于這種理論，紫外光譜分析技術(shù)在水質(zhì)檢測工作中的應(yīng)用日益廣泛 利用不同的物質(zhì)的不同波長對紫外線的吸收情況也不盡相同，從而測定水資源中的物質(zhì)成分和物質(zhì)的含量情況。我們都知道，有機污染物尤其是那些不飽和的有機物對紫外線的吸收特別明顯，所以，在水污染的情況下，可以利用該項技術(shù)測量水體對紫外線的吸收光譜從而確定水資源中的組成部分，得到有效的數(shù)據(jù)和較為準(zhǔn)確的分析。然而在實際的檢測工作中，如果要利用紫外光譜分析法對水質(zhì)進行檢測分析，就要選擇更為詳細(xì)的檢查方式。目前常用的檢查方法有兩種，分別是單光譜檢測法和連續(xù)光譜檢測法。單光檢測法是利用朗伯 一比爾定律為基礎(chǔ)，即利用特定波長吸收度和吸收物質(zhì)濃度來進行計算的；而連續(xù)光譜檢測法是在朗伯 一比爾原理的基礎(chǔ)上，另外加上某些附加性質(zhì)來進行綜合分析的一種參數(shù)方法。

2、紫外光譜分析技術(shù)在水 資源檢測中應(yīng)用的現(xiàn)狀

水質(zhì)檢測工作中，紫外光譜分析技術(shù)是目前水質(zhì)檢測工作中的核心技術(shù)之一，在工作中技術(shù)的基礎(chǔ)通常利用紫外分光光度技術(shù)和化學(xué)計量技術(shù)。在上個世紀(jì)八十年代左右，小型二極管的產(chǎn)生，使得實驗室的紫外分光光度技術(shù)由傳統(tǒng)的掃描柵轉(zhuǎn)變成具有小型化、細(xì)分化和低成本化的發(fā)展方式，與此同時，其計量方法與劑量理論隨之發(fā)生了一些列變化，從而使得其應(yīng)用逐漸從原來的實驗室擴展到應(yīng)用現(xiàn)場，完成了由理論到實際的轉(zhuǎn)變。在這種背景下，逐漸由最小二乘 、主成份比例分析 和偏最小二乘方法的計算方式替代了傳統(tǒng)的化學(xué)計量方式。隨著世界的進步，技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)和計算機技術(shù)也在不斷完善，在新的世紀(jì)中發(fā)明了許多先進的儀器和計算方法，高效地解決了傳統(tǒng)繁瑣冗雜的計算流程，簡化了工作的流程，提高了工作的效率。

2.1 單光譜檢測。單光譜檢測技術(shù)通常利用單管探測器和水質(zhì)探測特征作為主要的探測工具和探測量，通過分析水質(zhì)探測量，研究水質(zhì)組成成分，從而得出吸收紫外線的量和水質(zhì)參數(shù)的變化范圍，從而在實際工作中，利用關(guān)系計算出翻書的范圍和數(shù)值情況。單光譜檢測技術(shù)在過去的水質(zhì)檢測工作中應(yīng)用十分廣泛。然而，現(xiàn)階段，國內(nèi)外許多企業(yè)和專家對這些參數(shù)計算的方法和檢測的儀器進行了深入的分析，從而作了相應(yīng)的調(diào)整，生產(chǎn)了許多先進的設(shè)備，為更好的開展檢測工作提供了基礎(chǔ)。相比于傳統(tǒng)的檢測方式，改良后的技術(shù)有結(jié)構(gòu)簡單，維護工作量小等特點，然而對于不同水質(zhì)，其吸收紫外線的波長和吸收量也不同，所以，我們?nèi)孕枰^續(xù)研究。

2.2 連續(xù)光譜檢測。連續(xù)光譜檢測方法是近年來國際上研究的熱點，它能結(jié)合化學(xué)計量學(xué)進行快速分析。其工作原理是利用掃描水樣連續(xù)紫外光譜區(qū)，從而得到水樣吸光度的數(shù)據(jù)，利用多元分析方法對水質(zhì)參數(shù)光譜數(shù)據(jù)提供出有效的特征信息，從而建立光譜數(shù)據(jù)和各水質(zhì)參數(shù)濃度之間的聯(lián)系，算未知水樣中的水質(zhì)參數(shù)值。連續(xù)光譜檢測方法的優(yōu)點是解決了單光譜檢測方法的相關(guān)性較弱、適用范圍較小、不適合復(fù)雜水樣測量、精度低等問題。

3、紫外光譜技術(shù)發(fā)展趨勢

近幾年，光學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得光學(xué)系統(tǒng)朝著微型化邁進腳步，所以，依托于光學(xué)檢測技術(shù)的直接光譜檢測技術(shù)成為了水質(zhì)檢測的重點研究對象。由于工業(yè)在線檢測突發(fā)現(xiàn)場的污染狀況，使得水質(zhì)檢測儀更加微型化，檢測技術(shù)更加自動化。

3.1 儀器微型化。為了更加便捷地進行水質(zhì)檢測技術(shù)，研究成本低廉，性能高級的微型化光譜儀和小型化紫外光源成為了當(dāng)前急需解決的問題。眾所周知，微型化光譜儀在環(huán)境檢測 、生物醫(yī)學(xué) 、科技農(nóng)業(yè) 、軍事分析等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。目前的現(xiàn)狀是主要研究小型化脈沖氙燈和無極氘燈，由此實現(xiàn)了水環(huán)境長期穩(wěn)定的目標(biāo)，達(dá)到了實時快速檢測的目的，從而繼續(xù)研究壽命長、穩(wěn)定性高、啟動速度快的小型化紫外光源。

3.2 技術(shù)自動化。為實現(xiàn)對水質(zhì)的長期自動穩(wěn)定檢測，需要對所使用的檢測技術(shù)進行提升。目前而言，我國水質(zhì)檢測方法是在河流某些斷面取瞬時水樣，按照某些時間進行，之后帶回實驗室分析，這種檢測方法最大的弊端就是不能及時、準(zhǔn)確地獲得水質(zhì)不斷變化的動態(tài)數(shù)據(jù)。眾所周知，水質(zhì)分析技術(shù)實質(zhì)就是人工采樣到實驗室分析到在自動采樣分析發(fā)展到原位連續(xù)測量分 析的一系列實驗分析，可以結(jié)合無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實現(xiàn)對水資源區(qū)域內(nèi)多處水質(zhì)信息進行實時快速檢測的目的。目前而言，能否實及時地傳輸數(shù)據(jù)，有效的無線傳感網(wǎng)絡(luò)是水質(zhì)實時檢測尤其對是對突發(fā)事件跟蹤檢測中尚未解決且有待提高的關(guān)鍵性技術(shù)問題。

4、結(jié)束語

紫外光譜分析的水質(zhì)檢測應(yīng)用廣泛，在飲用水、地表水、工業(yè)廢水等水體的在線檢測方面空間廣闊，具有高效快速、便于攜帶、簡單易操作、不會再次污染、成本低廉等檢測的特點。紫外光譜儀隨著分析儀器的微型化發(fā)展和分析技術(shù)的自動化發(fā)展也在進行微小化改變。在機器學(xué)習(xí)方法和多參數(shù)水質(zhì)檢測微系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)等條件下，紫外光譜檢測技術(shù)將成為水質(zhì)檢測領(lǐng)域的重要發(fā)展方向之一。該微系統(tǒng)具有更全面、超速度地反映檢測區(qū)域水質(zhì)的信息和大大降低投入成本，例如試劑消耗及人工維護等成本的優(yōu)點。預(yù)測未來發(fā)展?fàn)顩r良好，能廣泛應(yīng)用于工業(yè)水污染和流域水質(zhì)檢測各領(lǐng)域，帶來了廣大的市場和重大的社會效益，帶動經(jīng)濟的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]曾甜玲，溫中泉.基于紫外光譜分析的水質(zhì)檢測技術(shù)研究進展[J].光譜學(xué)與光譜分析，2015，11（12）：15-16.