水质监测技术研究进展与发展趋势

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　　水质监测技术研究进展与发展趋势

　　摘要：在当今社会发展中，水污染问题已经成为了世界 各地亟待解决的一个共同性问题，由于水质监测可以及时准 确地反映出水环境的质量，因此，在现代水环境保护工作中 有着广泛的应用。在此背景下，文章将对紫外光谱分析基础 上的水质监测技术进行深入的分析，同时对其发展趋势和关 键问题进行一定的阐述，以期为该技术的应用和推广提供一 定的借鉴。

　　关键词：紫外光谱;水质监测技术;发展趋势

　　引言

　　在当前的世界水环境中，水污染的问题不容忽视，这是 当前面临的一个亟待解决的问题，所以，如何快速有效的控 制水体污染，实现对水资源的保护以及合理利用，是当今水 资源利用过程中人们最为关注的热点问题。合理有效的水质 监测可以准确及时的反映出水体的质量，这一监测结果有助 于制定出具有针对性且切实可行的污染防治规划和防治措 施。在当前的水质监测中，应用最为普遍的监测技术主要有 原子光谱技术、分子光谱技术、化学分析技术、色谱分离技 术和生物传感技术等。其中原子光谱技术、色谱分离技术和 化学分析技术中使用的监测仪器体积较大，且分析周期较长， 并且相对于其他技术而言成本较高，而生物传感技术的仪器 虽然有着便携、体积小的特点，但是这一监测仪器的维护费 用相对较高，且工作寿命较短，综合上述仪器特点，分子光谱技术逐渐的发展成为了水质监测工作中应用最为广泛的 技术，而基于紫外光谱分析的水质监测技术主要是依据水体 中的有机物质和少量的无机物质对紫外光的吸收性进行监 测的，这一技术在水体中物质吸收紫外光以及水质的浓度参 数获取的基础上进行数据分析和水体状况分析，这一分析技 术有着无需试剂、实时在线、体积小、成本低、多参数检测 等众多的优点，在水质监测技术中有着明显的优势，在不久 的将来，这一技术也将成为水质监测的重要技术方法。

　　1紫外光谱分析技术原理概述

　　在我国水资源的管理和保护工作中，水质检测是实现管 理和保护的重要途径，同时也是对环境保护的重要手段。我 国当前的水资源严重短缺，水污染情况十分严重，再加上洪 水等灾害的频发，我国实现水质监测工作面临着更多的问题 和挑战;

　　同时，由于以上现象的存在，水质监测工作的工作 方式也在不断的发生着变化。在这一新的发展背景下，基于 紫外光谱分析的水质监测工作的技术原理可以简述如下：在 我国的水质监测工作中，使用最为广泛的检测方法就是紫外 光谱法，这一方法是依据物质对不同波长的紫外线的吸收率 之间的差异来准确的测定物质的成分以及各种物质的含量， 在水环境的污染中，紫外光谱分析法可以很明显的检测出其 中的有机污染物，尤其是其中的不饱和有机物。因此，在利 用紫外吸收光谱来检测水质的污染情况时，可以根据光谱的 测定结果计算得出水质监测的相关数据，在当前的水质监测工作中，紫外光谱分析技术包括单光检测法和连续光谱检测 法两种，这两种方法都是以"朗伯-比尔定律"为基础，单光 谱分析法是根据特定波长的吸收度以及吸收物质的浓度进 行计算的;

　　而连续光谱检测法则是需要加上其附加性质进行 综合分析的一种参数方法。

　　2紫外光谱分析的水质监测技术发展与研究现状

　　2.1单光谱检测

　　单光谱检测法是利用单管探测器进行紫外光吸收检测 的测量方法，这一方法检测的是在某一特征波长处的水质参 数，通过对统一水体环境中的多个水域进行多次采样并测量 分析，得出有效的吸光度值和水体中含氧量等相关参数的回 归曲线，并根据其中相应的关系计算得出水样的相关参数值。

　　相较于传统的水质监测方法，单光谱检测技术不需要化学分 析试剂，其采样和分析仪器结构相对简单，进行维护时所涉 及的工作量较小，这些优点都使得单光谱检测技术在水质检 测中有了广泛的应用。但是针对于不同性质的水体而言，由 于单光谱法仅仅是采用单波长或者是双波长处测量得到的 吸光度值来反映COD/BOD等水质参数，因此单光谱检测法也 存在着适用范围小、测量精度低和测量分析的相关性差等问 题。

　　2.2连续光谱检测

　　连续光谱检测法是利用连续的紫外光谱区对水样进行 扫描，从而获得连续的水质之中的吸光度信息，通过多元化的分析手段获取水质中的各个参数，分析得出各数据中所包 含的水体特质信息，根据以上数据建立光谱数据和水质参数 两者之间的校正模型，以此模型为工具具体分析水质参数。

　　连续光谱可以有效的提高测量精度，相对于单光谱分析法而 言具有较为广泛的适用范围，有力的提高了测量分析的相关 性，连续光谱在进行水质监测的过程中，需要有化学计量学 的方法联合使用以提高分析的有效性。

　　3紫外光谱分析的水质监测技术发展趋势与关键问题

　　随着紫外光谱分析技术在水质检测中的深入应用，水质 监测对于检测仪器的多功能性和便携性有了更迫切的需求， 因此，现代水质监测技术的广泛应用对监测仪器提出了更高 的要求，微型化、自动化、智能化和多功能化的需求日益迫 切。随着现代信息技术的不断发展，科技的进步逐渐的推进 了光学系统微型化的进程，因此，在现代的水质监测工作中， 直接光谱检测技术逐渐的成为了主要的技术以及未来的发 展趋势。在未来的水质监测工作中，以下两点可以说是在发 展过程中急需解决的关键性技术问题。

　　3.1分析仪器的微小型化

　　随着紫外光谱分析技术在水质监测工作中的广泛应用， 其中所使用的仪器要求也逐渐的趋向于高性能、低成本。同 时，紫外光源的小型化发展也在水质监测工作发展的过程中 逐渐的成为了亟待解决的关键性技术问题。随着紫外光谱技 术的发展，卫星光谱仪逐渐成为了现代研究的热点，卫星光谱仪在环境监测、军事分析、生物医药以及科技农业等多个 领域中都将有广阔的应用前景。除此之外，为了更好的实现 对水环境的长期稳定的检测，提高监测的时效性，紫外光源 的小型化逐渐有了高寿命、稳定性强和快速启动等要求，在 目前的紫外吸收光谱技术研究中，主要的研究内容包括小型 化脉冲氦灯和无极气灯两方面。

　　3.2分析技术的自动化

　　现代水质检测中，从人工采样实验室分析到在线自动采 样分析再到原位连续测量等一系列的发展过程中，逐渐的应 用了无线传感网络技术，从而有效的实现了对水资源区域内 多处水质信息的实时快速监测。这一技术在应用中的关键技 术点在于如何实现对水质长期稳定的自动检测过程中探头 的自动清洗工作的实现。在目前的水质监测工作中，探头的 自动清洗主要采用压缩空气清洗和机械清洗的方法，对探头 的清洗效果将会直接影响到其测量结果的准确性与稳定性。

　　目前，我国水质监测的方法是在特点的时间、位置取河流某 些断面上的瞬时水样，带回实验室进行分析检测，这种检测 方法的缺点在于不能及时准确的获得水质变化的动态性数 据。

　　4结束语

　　综上所述，基于紫外光谱分析的水质监测技术有着诸多 的发展优势，其单光检测法和连续光谱检测法在水质监测工 作中有着广泛的应用前景。并且，随着这一技术的应用，分析技术的微小型化和自动化将是其发展的主要趋势，也是今 后紫外光谱分析技术在水质检测中应用的主要研究方向。

　　参考文献

　　[1]张莉.基于紫外光谱分析的水质监测技术研究进展 [J].科技论坛，2014，8：41.

　　[2]曾甜玲，温志渝，温中泉，等.基于紫外光谱分析的 水质监测技术研究进展[J].光谱学与光谱分析，2013，4：1098-1103.

　　[3]元俊霞.水质监测技术中应用紫外光谱分析的相关 研究[J].技术管理，2014，12：125.

本文来源：https://www.benqdjg.com/news/32064/