【摘 要】如何有效地控制和治理水污染、保护水环境，促进国民经济可持续发展，已成为当前研究的热点问题之一。为了加强水环境治理和保护水资源，各国都出台了一系列的政策法规及技术标准。鉴于此，本文对紫外-可见光谱法水质COD检测技术进行了分析探讨，仅供参考。
【关键词】紫外－可见光谱;水质监测;研究状态
一、技术概述
基于紫外－可见光谱根系的水质监测，因为其检测速度快、操作简单等优点，近几年来广泛应用于生活污水、工厂废水及饮用水等水源的检测中。紫外－可见光谱分析技术所涉及的技术主要包括化学计量分析法、连续光谱检测技术等，化学计量分析法主要决定系统精度与反应速度。而连续光谱检测技术前身为分光光度技术，该技术主要决定着系统的稳定性、可靠性及分辨率。近年来信息技术的进一步发展，使得水质光谱数据处理得到了进一步发展，就当前来说，紫外－可见光谱分析法进行水质检测主要是对TOC、COD、TUＲB及NO3-N等水质参数进行监测，而根据具体检测方法的不同，紫外－可见光谱水质分析参数主要有连续光谱分析、多波长分析、双波长分析及单波长分析等方法。
二、国内外具体科学研究现状
光谱技术由单波长分析到连续光谱法不断演变，而因为汞灯实际辐射波长紫外段大约为254nm，因此，过去研究往往以该波长为模型，来进行水质参数分析。并且这种单波法主要根据有机物对254nm的实际吸收为测量标准，但是在进行具体在线测量过程中，因为水中悬浮物的影响，致使很多时候检测结果存在较大偏差，所以这种研究方法仅仅作为早期实验而存在。而为了消除水中悬浮物对检测结果的影响，一些研究者选用350nm、465nm等波长的吸光度在不同测试环境下进行补偿建模，而实际测试结果则表明，在此基础上，双波法能够较好地除去水中悬浮物对测量结果的影响，并且双波法还可以实现该技术仪器化。与此同时，一些研究者采用多波长进行建模，如于海生使用多波长建模而检测水中硝酸盐氮的含量;通过集成激光器研究一种能够实现功率切换、波长切换的便携式水质检测仪。
1、国外紫外－可见光谱分析的水质监测研究进展
国外对紫外－可见光谱分析法研究较早，并且在技术方面也较为成熟，如LangergrabeG团队，研究并制作了浸入式紫外－可见光谱水质检测仪，该检测仪在综合计量方法的基础上，在实际污水检测过程中，能够同步完成水中TSS(总悬浮固体量)、COD及NO3-N等水质参数的检测，并且该仪器具有较好的测量精度和重复性。而在该研究的基础上，LangergrabeG团队还研究了基于紫外－可见光谱法的突发性水质污染预警技术，该技术利用水质紫外－可见光谱作为具体输入变量，然后通过观测光谱可能出现的异常变化，进而实现水质污染预警，并且通过计算机对常见污染事件做仿真分析。
2、国内紫外－可见光谱分析的水质监测研究进展
天津大学的研究团队研究并制造了投入式紫外光谱法数字化检测系统，其实际测量光谱范围为200～720nm，以开放流通池设计，实际使用过程中，设备可直接投入待监测水体，并且该仪器配备有无线传输功能，实际测量无需人工值守，只要求在特定操作软件上设定测量参数及工作时间间隔即可。另外，该系统能够自动实现对NO3-N、COD等水质参数的测量、传输及存储分析。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对该仪器进行实际测试试验，研究结果显示，该仪器所检测到的水质COD含量和设备紫外吸光度呈线性相关。浙江大学研究团队以平面光栅光谱仪为主要设备而研究制造了连续光谱水质分析样机，该设备利用反相传播神经网络以建构COD和紫外吸光度相关模型，并且利用模型快速算法，实际水样检测过程中，能够快速检测出水中COD值。具体来说，该设备波长范围为200～400nm，测量误差不超过5%，测量时间为3min，并且整个设备使用嵌入式电脑为核心主控，并安装windowsCE系统。重庆大学研究团队研究了基于紫外连续光谱分析水质监测微系统，该监测系统使用MEMS技术为核心而研究制造了微型光谱，并完成了水质光谱测量，实际波长精确度±0.3m，稳定性不大于1%，能够完成水质NO3－N及COD等的在线测量。
三、可能面临的一些问题
1、探头设计问题
对于光谱水质探头设计来说，其必须要在满足复杂监测环境的基础上，尽可能降低外界散光干扰，以实现检测的高精度。而一般来说，光程越高，则测量精度越好，但是稳定性却相应减弱，而反之则光程越低，则测量精度越低，稳定性却增高，所以目前光谱探头设计过程中，不但应该满足复杂场景需求，光谱探头设计还应该尽可能减弱散光干扰，并满足系统长期在线、稳定性等众多需求。
2、干扰降低问题
紫外－可见光谱水质监测，往往要求采集被检测水体紫外－可见全光谱，而由于实际测量过程中，因为光电转换、光路、光源及噪声干扰，往往对光谱会造成一定影响，如果直接采用测得数据进行分析，往往会使得测量精度降低，并直接影响各个水质参数结算，所以必须要切实研究合适的紫外－可见光谱预处理办法，以降低干扰。
3、光谱校正问题
而就在紫外－可见光谱水质检测过程中，影响检测精度的一个重要因素就是水中悬浮物造成的散射干扰，而过去使用单一检测，往往是通过补偿，进而消除影响，但是对于紫外－可见光谱水质检测来说，由于是多参数同时测量，因此，单一的补偿方法很难满足需求，而研究一种消除浊度干扰，以对测量光谱科学校正的方法也是紫外－可见光谱水质检测技术，是实际应用过程中面临的一大难题。
结束语
紫外－可见光谱分析的水质监测具有检测速度快、无污染、成本低等多种优点，近年来在水质检测中被广泛使用，因此，本文重点就从国内外紫外－可见光谱分析的水质监测技术及设备研究等方面进行了叙述，而由于文章篇幅等方面因素限制，文章在一些方面的叙述仍然有所不足，如紫外－可见光谱分析的水质监测具体检测等方面，希望有关学者能够给予补足。
参考文献
[1]汤斌.紫外—可见光谱水质检测多参数测量系统的关键技术研究[D].重庆大学,2014.
[2]汤斌,魏彪,吴德操,米德伶,赵敬晓,冯鹏,毛本将.一种紫外-可见光谱法检测水质COD的浊度影响实验研究[J].光谱学与光谱分析,2014,11:3020-3024.
[3]张龙.水质COD在线检测方法研究[D].江南大学,2014.
[4]王莉丽.基于紫外—可见光谱法的海水水质检测技术研究[D].天津大学,2014.
论文作者:耿玉环,金莹
论文发表刊物:《低碳地产》2016年10月第19期
论文发表时间:2016/11/18
标签：光谱论文; 水质论文; 测量论文; 波长论文; 光谱分析论文; 连续光谱论文; 技术论文; 《低碳地产》2016年10月第19期论文;