西藏自治区水文水资源勘测局 西藏拉萨 850000
摘要:对水体环境的监测不仅仅是为了保证人们用水健康,更是为了保护环境,实现人与自然的和谐相处。当前人们选择利用紫外光谱分析就是为了能够更好的监测水体环境,得到确切的数据,让研究人员对水体进行分析时可以得到更加有效的分析和处理。
关键词:紫外光谱分析;水质监测技术
1水质监测概述
所谓的水质监测,实际上便是社会组织部门中的相关水质监测机构,通过先进的水质监测技术,针对工业用水、农业用水、生活用水等多项领域水资源供应系统进行质量的检测与信息记录,整个检测活动的全面开展都是为了构建良好水资源生态环境所做出的前提工作。而水质监测结果,是基于完成水质监测基础工作之上的,能充分体现检测水质的权威性检测结果,是一项经过多项数据检验与数据分析所提出的信息资料。与此同时,水质监测一般都是面对当代社会日常生活中可能接触过的各类水源进行的科学实验与系统检测活动,而检测水资源的核心标准在于是否依照水资源的实际用途而产生的一系列变化所做出相对调整工作,其具体的实验与检测方式也是基于水源实际情况之上进行的一系列检测操作,目的在于真正意义上确保水质安全保障工作能保持长期有效运转状态。除此之外,水质监测的实际状况主要包含了“水体的色泽、具体浑浊度、水体源头以及水体中涵盖的微生物”等基本内容,通过对以上内容的全面性检测,以此来测试出水质的具体pH值、水中微生物实际需氧量等硬性检测指标,而所得出的最终检测结果也可以当作是研究水体状况的实际物理参数。这些信息数据不仅是检测水体实际质量状况的基础标准,更是进一步制定水质优化策略的重要数据指标。
2基于光谱分析中紫外水质监测技术的应用
紫外光谱分析技术主要是按照物质的特点,对其进行分类,而且在应用的时候,技术人员也根据其中的参数去判定检测物质中的含量。当仪器在进行实时的登记以后,整体的项目检测结果一般符合基本的预期,另外,还可以对水中的污染物质进行集中式的检测,尤其是针对其中的有机物,对污染情况进行综合性的管控。而且在这项技术应用的时候,一般是采用两种检测手段-单光谱和连续光谱,它们的原理没有太多的区别,可以对物质进行有效判定,从而结合物质的特性,对其中的浓度和污染程度进行集中判定,然后构建数据分析模型,实现管理效果的最优化。
2.1应用原理
紫外可见光谱分析又被称之为“紫外可见分光光度分析”是分子光谱分析中的重要组成部分。对紫外可见光谱分析的工作原理进行分析可知:一般情况下,分子处于能量相对较低的稳定状态(基态),当分子接收到外界刺激时(如特定波长光的照射作用),分子能量级将发生跃迁。在此过程中整个分子发生运动,形成转动光谱(分子转动)、振动光谱(原子在平衡位置振动)、电子光谱(分子中电子跃迁运动)。由于分子中的电子跃迁所产生能量相对较大(1~20eV)且伴随着振动跃迁,需要吸收或发射一定波长的光。而研究发现吸收或发射的光,波长(200~800nm)范围位于紫外区、可见区。对此,根据物质分子这一特征,可建立紫外可见吸收光谱,进行物质及其组成的定量与定性分析。以水质硝酸盐氮的测定为例,在紫外可见光谱分析过程中,可根据硝酸根离子在220nm波长点存在的吸收特性(在275nm处不吸收),进行硝酸根离子浓度测定,并通过公式“Ac=A220-A275”(Ac=表示校准后吸光度,A220表示220nm处吸光度,A275表示275nm处吸光度)进行校准后,确定水中硝酸盐氮含量。在水质监测过程中,紫外可见光谱分析的应用较广泛。紫外可见光谱分析相对于传统化学分析法而言,其在水质监测中的有效应用,具有灵敏度高、分析速度快、精准度高、灵活性强、无污染等优势。但在实际应用过程中,紫外可见光谱分析所应用到的仪器成本相对较高,且在数据处理过程中,易出现数据丢失问题,影响水质监测准确性。对此,需要对紫外可见光谱分析做进一步改善,降低紫外可见光谱分析成本的同时,提升测定精度。
2.2具体应用
2.2.1单光检测方法
在我国过往的水质监测技术监测水体质量的工作中,其最经常应用的检验方式就是单光检测方法,这是紫外光谱分析中一种重要的分析方式,在很多情况下应用单光检测方法选择水质监测技术是利用单管探测器来作为在水质监测技术中主要的仪器,而其探测量则是由该地区的水质探测特征作为参考,在完成工作后对所得到的数据进行准确的分析,总结出在本次应用单光检测方法中紫光的吸收率以及在使用单光检测方法中水质参数所发生的变化,最后根据实际工作所得到的数据与实验前的参数值进行计算分析。现阶段我国已经有很多企业都在采用单光检测方法来对水体质量分析,其中单光检测方法所涉及到的检测仪器以及参数计算法帮助很多地区更好的分析出水体的实际情况,并且根据水体的实际情况开发和研究出了更多符合当前需求的水质监测技术设备,为我国不同地区的水质监测工作能够顺利的开展做出了新的贡献,并且也提供了非常可靠的设备支持。紫外光谱分析和传统的水质监测技术方式相比较,其具有操作更加简单方便同时在应用单光检测方法过程中不需要使用化学药剂,避免出现水质监测技术应用中二次污染,减少了实际工作的工作量,同时利用紫外光谱分析还可以对不同性质的水体进行波长、光谱吸收值等等区分。
2.2.2连续光谱检测方法
连续光谱会通过扫描水样的方式去得到一些重要的吸光度信息,运用多元化的分析方法去提取出重要的水质参数和相关信息,然后构建光谱数据和各个参数之间的模型,按照水样的COD/BOD等水质参数值去解决单光谱检查方法中适用方法低、精度低等诸多的复杂问题。尽量提高测量的精度,让连续光谱在检测的过程中,可以按照化学计量的方法,提高整个检测工作的有效性。
3基于紫外光谱分析的水质监测技术发展趋势
随着对基于紫外光谱分析的水质监测技术研究的不断深入及其技术应用的不断发展,一些现代化光谱分析技术产品在水质监测领域中的应用实现,为其提供了一个新的发展领域和空间,也在很大程度上推动了水质监测技术研究与工作开展成效的显著提升。值得注意的是,虽然光谱分析技术及其有关产品在市场中越来越多呈现,但由于当前社会发展对环境监测及其有关工作开展质量要求的不断提升,导致在实际工作开展中,不仅对紫外光谱分析技术的应用及其分析准确性要求越来越高,而且也需要通过对有关水质检验设备及其性能的不断优化改建,满足其在实际检测与分析应用中的各项性能需求,也因此推动了我国对水质监测技术的研究与发展中,围绕基于紫外光谱分析的水质监测技术产品及其智能化、微型化与功能更加多样化研究开展的需求日益突出,这也是基于紫外光谱分析的水质监测技术研究与发展的重要方向和趋势。基于紫外光谱分析的水质监测技术本身具有较为突出的发展和应用优势,并且其具体检测方法在水质监测领域应用的前景十分广阔,随着对基于紫外光谱分析的水质监测技术的研究和应用发展,也会逐渐推动其向微小型化与自动化等方向领域不断进步,为我国水质监测的发展提供更好的支持。
4结束语
综上所述,在实际检验水体质量的过程中选择水质监测技术中的紫外光谱分析有着独特的优势,利用紫外光谱分析中的单光检测法以及连续光谱检测法可以帮助水质监测技术在实际工作中获得更广阔的发展前景。
参考文献
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