基于紫外光譜的水體硝酸鹽氮濁度補償研究

陳 穎， 何 磊， 崔行寧， 肖春艷， 張 杰， 張 燦， 楊 惠， 周鑫德， 李少華

1. 燕山大學電氣工程學院河北省測試計量技術及儀器重點實驗室， 河北 秦皇島 066004 2. 河南理工大學資源與環境學院， 河南 焦作 454000 3. 河北先河環保科技股份有限公司， 河北 石家莊 050000

引 言

硝酸鹽氮是含氮有機物氧化分解的最終產物， 是一項重要的水質污染指標， 如果含量過高則會造成水質富營養化， 導致生態失衡， 飲用水中含量過高會對人體健康造成很大威脅， 因此對此污染物檢測尤為重要[1-2]。 濁度可以反映溶液對光通過溶液時所產生的阻礙程度， 它包括溶液中懸浮物對光的反射以及溶質分子對光的吸收。 濁度不僅與懸浮物的含量相關， 還和其形狀、 大小、 折射系數息息相關[3-5]。 在紫外光譜法的硝酸鹽氮檢測中， 由于水體中懸浮物的散射作用， 會使吸收光譜發生很大變化， 對測量的建模數據產生較大的誤差， 造成反演濃度的不準確， 因此， 有必要消除濁度的影響。

在濁度補償方面， 研究學者做了很多工作， 梁康甫等[6]在分光光度法測量水中總磷時， 提出了一種雙波長法來減小濁度的干擾, 用待測溶液490 nm波長處的吸光度來補償700 nm波長處的吸光度， 濁度補償效果較好。 宋建軍等[7]利用多波長紫外吸收光譜法與偏最小二乘回歸相結合算法預測水樣中的化學需氧量， 同時考慮了濁度對建模所用的吸光度的影響， 使用線性方程對濁度的影響進行了補償。 吳德操等[8]采用基于Mie散射理論的光全散射顆粒物粒徑分析重建了水樣本所含顆粒物的粒徑分布， 利用粒徑分布的二次反演， 估計了220～450 nm可溶有機物特征光譜段中由顆粒物引起的消光值， 實現了對濁度干擾的精確補償。……