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基于紫外可见光谱的水下多参数水质检测技术研究

李玉春  
【摘要】:近年来,全国地表水污染依然较重。传统的水质检测仪器多采用实验室化学方法,它们测量周期长,所需化学试剂多,操作复杂,存在二次污染,体积大。结合国内外各种水质检测技术及其现状,本文进行了基于紫外可见光谱的多参数在线水质检测技术的研究。 本文研制的水质检测仪器设计为棒状结构,采用开放型流通池,配备自动清洗装置,体积小,无需采样,可直接浸入水中进行原位检测。采用凹面光栅和光学椭球等组成光学系统,能够得到200~720nm范围的光谱,波长误差在1nm以内。配备无线数据传输模块,能够将监测数据及时远程传输,大大提高环境监管的速度和力度。仪器无需试剂、加热回流,无污染,可快速同步测量吸收光谱、COD、硝酸盐氮、色度、浊度、吸收系数以及温度等多个参数,单次测量在1s内完成。实现了水质检测监测仪器的实时化、在线化、自动化、便携化、绿色化。 通过对邻苯二甲酸氢钾标准溶液、硝酸钾标准溶液以及9种不同种类的实际水样的研究,并与相应国家标准进行了比较,实验表明,基于紫外可见光谱的水质检测技术能够较准确地测量水中COD、硝酸盐氮、色度以及浊度等参数。采用本文研制的水质检测仪器对某河流进行的现场监测实验,获得水中COD、硝酸盐氮、吸收系数和温度等参数的变化趋势图。 本文提出了光谱差异法、光谱直接对比分析方法以及光谱归一化分析方法三种光谱分析方法以及对应的指标参数。采用这几种光谱分析方法,实现水样归类与数学模型预测,进一步提高了紫外水质检测技术的泛化应用范围。


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