第32卷，第5期 2012年5月
光讲学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
基于光谱分析的紫外水质检测技术赵友全"，李玉春"，郭翼"，顾柏军"，杨
面震？
Vol. 32,No. 5,pp1301-1305
May,2012
1.天津市生物药学检测技术重点实验室，天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津300072 2.天津市水务局，天津300074
摘要提供了种基于紫外可见光谱的水质检测系统，各水样吸光度与COD线性拟合R均大于0.99 单次测在1s内。同时提出了光谱直接对比和归一化分析方法以及对应的指标参数。通过对大量的邻苯二甲酸氧钾标准落减和实际水样的实验验证，采用这些光谱分析方法可将水样进行归类，从数据库中寻找适
合待测水体的数学模型，进而提高紫外水质检测技术的泛化能力，同时还能得到其他水质指数。关键词水质检测；光谱；吸光度；COD
中图分类号：X832；TP27
引言
文献标识码：A
近几年来，我国地表水污荣依然较重，七大水系总体为轻度污染，水体污染事故时有发生。水质状况是由相关的指标参数来表明的，如COD、B)D、氨氮、总氮等等，对这些参数的检测国标法儿乎都是化学方法，测量较准确，但耗时长、所需化学试剂多、操作复余、稳定性差，并可能带来二次污染间题(1-3。
近些年，国内外开展了大量的有关紫外吸收水质检测技术的研究(*]，文献表明水中UV吸光度值与水中色度、 TOC、DOC、COD、硝酸盐氮等具有一定的相关性[,8。日本已于1978年将UV254值列为水质监测的正式指标，欧洲也已将其作为水厂去除有机物效果的监测指标。紫外水质检测方法是一种纯物理的光学测缺法，不需化学试剂，无二次污染，光电检测速度快，可以进行实时在线连续监测，能够及时反映水质参数的动态情况，迅递检测出突发的污染事故，为及时拟定相应的预防治理对策提供有力的依据"]
应用紫外吸收法，目前多利用254nm吸光度来测量 COD，该方法简单，对于成分单一且相对稳定的水体测量较准确，但不适用于不同种类或成分变化较大的水体，因此还需要设计合适的检测和数据处理方法来解决这个问题。本工
作提出了一种基于UV光讲")的定性分析方法，虽然水体具有多样性，但是仍然可以把它们分为有限的种类，如果针对每一种类的水体均建有数学模型，那么每次检测前就只需要判断检测水体减于哪一种类，本文所介绍的光沿分析方法
DOI; 10, 3964/j. issn. 10000593(2012)05-1301-05
可以对光谱进行分类，同时还可以得到更多的关于检测水体的水质特征。
紫外水质检测原理及光谱分析方法
紫外水质检测原理 1.1
紫外水质检测的理论依据是朗伯比尔定律，公式表示为
A= kL
(1)
其中，k为吸收系数；c为物质即被测落液浓度；L为光程。水体中的苯、甲苯、酸类等是主要的化学需氧量物质，它们在紫外区都有很强的光谱吸收，因此紫外吸光度测定与平行化学滴定测缺能够很好地应用于水质COD的检测。单波长的紫外吸收因其泛化能力弱而应用范谢有限，本文提出的光
诺分析方法可克服单一波长检测的这一间题。 1.2光谱分析方法
光谱直接对比分析方法
1.2.1
(1)方法：计算被测样本与参考样本的光谱吸光度值的关系，
ABS, () = f(ABS(a))
(2)
(2）评价指标，将被测水样光谱与参考水样进行线性相关，以拟合直线R为评价指标，如果大于0.99，款就说明该拟合曲线为直线，则说明该水样与参考水样组成相似，属于
同一类水样，同时拟合直线的斜率越高则说明物质浓度越高。
1.2.2
光谱归一化分析法
(1）方法：归一化是一种简化计算的方式，即将有量纲
收搞日期：2011-11-07，修订日期：2012-02-05
基金项目：国家白然科学基金类月（11074134)，天准市科技支撑项月（10ZCKFSH02200）和国家重大科学仪器项目（2011YQ15004008)资助
作奢简介：赵及全，1970年生，天津大学精密仪器与光电子工程学院副教授万方数据
e-msil; zhsoyouquan@tju.edu.cn