
第31卷,第4期 2011年4月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 31,No. 4 pp1074-1077
April,2011
基于紫外-可见光谱分析的水质监测技术研究进展
魏康林,温志渝,,武新,张中卫,曾甜玲
重庆大学新型微纳器件与系统国家重点学科实验室,微系统研究中心,光电技术及系统数育部重点实验室,重庆400044 摘要光谱分析在水质监测领域的应用是现代环境监测技术的一个重要发展方向。文章论述了基于紫外可见光谱分析的现代水质监测技术的原理与特点,并从在线监测和原位监测两个方面论述了该技术的主要研究现状与进展,指出了尚需突破的关键技术问题,展望了基于集成化微型光谱仪的多参数水质监测微系统及水质监测微系统网络的技术发展势,对我国水资源环境监测技术的发展及现代科学仪器的研发具有一定的参考价值。
关键词水质监测;光谱分析;微型光谱仪
中图分类号:TP27
引言
文献标识码:A
DOl:10.3964/i.issn.1000-0593(2011)04-1074-04
分析物质的成分、结构和浓度的方法,其基本原理是是朗伯比尔吸收定律(图1),即在一定的吸收光程下,物质的浓度
基于光谱分析的水质监测技术是现代环境监测的一个重要发展方向,与传统的化学分析、电化学分析和色谱分析等分析方法相比,光诺分析技术更具有操作简便、消耗试剂量小、重复性好、测录精度高和检测快速的优点,非常适合对环境水样的快递在线监测。目前该技术主要有原子吸收光谱法、分子吸收光谱法以及高光谱遥感法,其中高光谱遥感法由于测精度不高多数用于定性分析,而原子吸收光谱法精度虽高,俱由于首先要把样品汽化,因而耗能较高,系统体积大,不适合广泛使用,比较而言,分子吸收光谐法是目前应用较为广泛的水质分析技术,其中紫外-可见光谱分析法可直接或间接地测定水中大多数金属离子、非金属离子和有机污染物的含量,具有炎敏、快速、准确、简单等优点,并可实现对多种水质参数的检测,在对饮用水、地表水、工业废水等水体的在线监测中具有显著的技术优势,是国内外科研机构与主要分析仪表厂商竞相研发的现代水质监测技术。本文介绍了基于紫外-可见分子吸收光谱分析的现代水质监测技术的原理、特点和主要研究现状与进展,展望了该技术在多参数水质监测方面的发展趋势,并对需要解决的关键技术作了评述。
1
原理
紫外-可见分子吸收光谱分析是根据物质的吸收光谐来
收稿日期:2010-07-22,修订日期:2010-11-07
与吸光度成正比,见式(1)。
A=lgT
二
(1)
式中:A为吸光度;I。为人射光强度;I为透射光强度;k为摩尔吸光系数,单位为L·(mol·cm)-",b为液层厚度(吸收光程),单位为cm;c为吸光物质的浓度,单位为mol·L-1,
特测溶液
Io
Fig,1Principle of spectrum measurement
在多组分共存的情况下,如各吸光组分的浓度均比较稀,可忽略相互之间的作用,这时体系的总吸光度等于各组分的吸光度之和如式(2)所示
A=A, +A +A ++An
(2)
式中A为溶液总的吸光度,A式第:个组分的吸光度,依据吸光度的加和性,可以进行多组分分析和多参数测量。不同化学物质各自不同的特征吸收光谱是对水质进行定性、定量分析的基础。通过紫外/可见光谱仪,采集环境水样在紫外区或可见光区的全波段连续光谱,可以获得待测物质的特征
基金项目:科技部国际科技合作项甘(2007DFC00040)和国家"863计划"项目(2007AA042101)资助作者简介:魏康林,1976年生,承庆大学微系统研究中心博1:研究生
e-mil; zeyuanwei163, com
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