紫外-可见光谱分析方法(2)

的工业废水,该公司研发的spectro: : lyserTM系列水质分析监测仪更为先进, 采取浸没式微小型 UV - VIS 分光光度计和双光束检测技术,通过直接扫描水样连续光谱区, 获得水质参数的特征光谱;然后利用算法分析光谱和各水质参数的关系,建立相关预测模型,再根据模型演算未知水样的COD和BOD等参数信息。该仪器可实现从污水到超纯水的COD、BOD、TOC、硝氮、苯、甲苯、二甲苯、苯酚等多参数的测量, 测量过程中不需要样品采样与相关前处理技术, 也不需要泵、阀等样品流路控制器件,仅用12V低电压电源供电即可驱动, 其测量时间短,根 据其所测参数的多少一个测量周期在 20~ 60s之间,也足以反映水质变化的高频信息。但也正是由于缺乏有效的前处理技术,干扰较大,使得测量准确度及系统稳定性与在线(o n-line)测量相比相对较低, 一般在检出限在mg /L的量级。德国 E+H公司的stip-scan 产品以及德国WTW公司的IQSensorNet 等具有类似特点。 5、光谱分析的水质监测技术发展趋势

现代光谱分析技术为水质监测开辟了一个崭新的领域,尽管已有部分产品进入市场, 但是仍然存在一些亟待突破的关键技术需要解决, 主要有如下几个方面。研究低功耗、低成本的微型化水质监测仪器是技术发展的必然, 而光谱仪的微型化与低功耗化是需要解决的核心关键技术, 因此MEMS微型光谱仪(based microspectrometer ,MEMS)、芯片级光谱仪( Chip - sizedopticalspectrometers) 和片上光谱仪( Microspect rometer o n a Chip) 的研究成为当前国际仪器科学、生化分析和环境科学等诸多相关领域的研究热点。如美国监测微系统公司(measurementmicrosysems, MM)开发的片上光谱仪, 其波长分辨率达到0. 5 nm, 较传统的紫外 -可见微型光谱仪提高了近 10 倍, 更适合对水质的光谱分析;美国加州大学应用物理系的 Adams 等采用微细加工技术和新材料技术, 把片上光谱仪和微流控芯片集成于一体, 实现了对水体样本的片上分析。

由于水体中各种待检物质的特征吸收光谱不同, 因此在紫外 -可见波长范围内可以实现对待检水样的多参数测量,这正是基于光谱分析的水质监测技术优势所在, 但随着人们生活水平的提高, 对水资源环境的监测参数越来越多, 其中有很多参数的吸收光谱特征不在紫外 -可见光谱范围内, 因此, 在追求光谱仪的微型化和高性能的同时, 更应该着手开发其他波长范围的系列微型光谱仪的研究, 如德国弗朗夫费可靠性与微集成技术研究所已于近年展开了面向环境监测的近红外和中红外系列集成微型光谱仪的研究, 以满足在线生化分析对分析仪器微小型、高效益、检测快速以及在更宽光谱范围内对多种有机物污染的监测要求。

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