紫外光譜技術在水質檢測中的應用

郭德春

【摘要】隨著科學技術的發展，我國在水質檢測方面的技術逐漸成熟，實現了不同類型的檢測系統。利用水質移動檢測系統、水質自動檢測系統和紫外光譜水質檢測技術準確掌握水質狀態，在理論層面上為水資源的開發奠定基礎。本文通過分析紫外光譜技術，進而分析了該技術在水質檢測中的實際應用情況。

【關鍵詞】紫外線；光譜技術；水質檢測

引言

在經濟飛速發展的時代，環境狀況愈來愈差，水資源的污染也越來越嚴重，成為不容小覷的全球性問題。各國關注的焦點也隨之轉移到水資源的問題上。水質的檢測、環境污染的情況受到各界人士的重視。 目前在水質檢測技術上，紫外光譜分析技術收到了國內外專家的一致好評，利用這種技術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境問題的控制和改善提供了堅實的理論基礎。

1、紫外光譜分析技術原理

利用紫外線來進行吸收凈化是紫外分析光譜技術的主要工作原理，基于這種理論，紫外光譜分析技術在水質檢測工作中的應用日益廣泛 利用不同的物質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成分和物質的含量情況。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，得到有效的數據和較為準確的分析。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進行檢測分析，就要選擇更為詳細的檢查方式。目前常用的檢查方法有兩種，分別是單光譜檢測法和連續光譜檢測法。單光檢測法是利用朗伯 一比爾定律為基礎，即利用特定波長吸收度和吸收物質濃度來進行計算的；而連續光譜檢測法是在朗伯 一比爾原理的基礎上，另外加上某些附加性質來進行綜合分析的一種參數方法。

2、紫外光譜分析技術在水 資源檢測中應用的現狀

水質檢測工作中，紫外光譜分析技術是目前水質檢測工作中的核心技術之一，在工作中技術的基礎通常利用紫外分光光度技術和化學計量技術。在上個世紀八十年代左右，小型二極管的產生，使得實驗室的紫外分光光度技術由傳統的掃描柵轉變成具有小型化、細分化和低成本化的發展方式，與此同時，其計量方法與劑量理論隨之發生了一些列變化，從而使得其應用逐漸從原來的實驗室擴展到應用現場，完成了由理論到實際的轉變。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的化學計量方式。隨著世界的進步，技術的發展，信息技術和計算機技術也在不斷完善，在新的世紀中發明了許多先進的儀器和計算方法，高效地解決了傳統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。單光譜檢測技術通常利用單管探測器和水質探測特征作為主要的探測工具和探測量，通過分析水質探測量，研究水質組成成分，從而得出吸收紫外線的量和水質參數的變化范圍，從而在實際工作中，利用關系計算出翻書的范圍和數值情況。單光譜檢測技術在過去的水質檢測工作中應用十分廣泛。然而，現階段，國內外許多企業和專家對這些參數計算的方法和檢測的儀器進行了深入的分析，從而作了相應的調整，生產了許多先進的設備，為更好的開展檢測工作提供了基礎。相比于傳統的檢測方式，改良后的技術有結構簡單，維護工作量小等特點，然而對于不同水質，其吸收紫外線的波長和吸收量也不同，所以，我們仍需要繼續研究。

2.2 連續光譜檢測。連續光譜檢測方法是近年來國際上研究的熱點，它能結合化學計量學進行快速分析。其工作原理是利用掃描水樣連續紫外光譜區，從而得到水樣吸光度的數據，利用多元分析方法對水質參數光譜數據提供出有效的特征信息，從而建立光譜數據和各水質參數濃度之間的聯系，算未知水樣中的水質參數值。連續光譜檢測方法的優點是解決了單光譜檢測方法的相關性較弱、適用范圍較小、不適合復雜水樣測量、精度低等問題。

3、紫外光譜技術發展趨勢

近幾年，光學技術的發展使得光學系統朝著微型化邁進腳步，所以，依托于光學檢測技術的直接光譜檢測技術成為了水質檢測的重點研究對象。由于工業在線檢測突發現場的污染狀況，使得水質檢測儀更加微型化，檢測技術更加自動化。

3.1 儀器微型化。為了更加便捷地進行水質檢測技術，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前急需解決的問題。眾所周知，微型化光譜儀在環境檢測 、生物醫學 、科技農業 、軍事分析等領域得到了廣泛的應用。目前的現狀是主要研究小型化脈沖氙燈和無極氘燈，由此實現了水環境長期穩定的目標，達到了實時快速檢測的目的，從而繼續研究壽命長、穩定性高、啟動速度快的小型化紫外光源。

3.2 技術自動化。為實現對水質的長期自動穩定檢測，需要對所使用的檢測技術進行提升。目前而言，我國水質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、準確地獲得水質不斷變化的動態數據。眾所周知，水質分析技術實質就是人工采樣到實驗室分析到在自動采樣分析發展到原位連續測量分 析的一系列實驗分析，可以結合無線傳感網絡技術來實現對水資源區域內多處水質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據，有效的無線傳感網絡是水質實時檢測尤其對是對突發事件跟蹤檢測中尚未解決且有待提高的關鍵性技術問題。

4、結束語

紫外光譜分析的水質檢測應用廣泛，在飲用水、地表水、工業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展和分析技術的自動化發展也在進行微小化改變。在機器學習方法和多參數水質檢測微系統網絡等條件下，紫外光譜檢測技術將成為水質檢測領域的重要發展方向之一。該微系統具有更全面、超速度地反映檢測區域水質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點。預測未來發展狀況良好，能廣泛應用于工業水污染和流域水質檢測各領域，帶來了廣大的市場和重大的社會效益，帶動經濟的發展。

參考文獻：

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