[發明專利]水體中有機物在線差分紫外-可見光譜檢測儀及有機物檢測方法

有效

• 申請號: 202011168383.5
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112285044B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 晏明全
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 趙卿;郭紅燕

一種水體中有機物在線差分紫外?可見光譜檢測儀及有機物檢測方法。本發明利用有機物中主要組分在水化學反應過程中吸光特性變化差異，發明一種在線監測有機物的差分紫外?可見光吸收光譜的儀器及提取光譜指紋圖譜的算法。具體儀器功能單元包括：光源、光路系統、檢測器、參比池、樣品池及pH控制調節單元。本發明的方法靈敏度高、操作便捷、應用廣泛，適合河流、湖(庫)、海洋、飲用水、污(廢)水等各類水體在線水質監測。

技術領域：

本發明屬于環境保護、環境監測技術領域，涉及一種水質監測儀器，更具體的，涉及一種定量獲取水體中有機物組分的差分紫外-可見吸收光譜信息的儀器。

背景技術：

水體中有機物(AOM)主要來源于動植物腐爛、藻類繁殖代謝殘余物及人類活動排放污染物，不僅會引起色、嗅味、溶解氧濃度、富營養化等水質問題，也是地球最大碳庫，在全球C循環及N、P、重金屬、POPs等物質循環中起到關鍵作用。常規水質監測項目TOC、COD、UV₂₅₄等僅反映有機污染物的總量，不能反映其來源、組分及其在環境過程中行為特性的顯著差異。

AOM中含有除了羧基、酚、環脂類結構外，含有少量的含N、S、P基團，大部分基團具有紫外-可見光吸光特性。紫外-可見光譜技術靈敏度高、設備簡單、操作便捷，被廣泛應用于水質檢測，包括AOM的監測。目前現有在線紫外-可見光監測方法主要有兩大類：一是單波長模式，測定在254nm等波長的吸收值指示AOM的濃度；二是波長200-700nm范圍內連續波長掃描，但由于AOM成分復雜、各種光團疊合干擾，其紫外-可見吸收光譜(UV)強度隨波長呈指數下降，沒有明顯的特征峰。僅利用Slope、E₃:E₅等參數指示AOM的濃度、芳香類基團含量及分子大小等有限信息。

發明內容：

為解決現有技術存在的以上問題，本發明公開了一種水體中有機物在線差分紫外-可見光譜檢測儀及有機物組分的差分紫外-可見吸收光譜信息提取方法，利用紫外-可見光譜技術獲得AOM指紋圖譜，反映AOM的組分及反映活性信息。

為實現上述發明目的，本發明具體采用以下技術方案。

一種水體中有機物在線差分紫外-可見光譜檢測儀，包括光譜儀光路系統和水路系統；其特征在于：

在光路系統中，光源經過光纖和分光器分為兩路，兩路光源分別透過參比池和樣品池后被收集傳輸至檢測器，經檢測器信號處理后通過顯示模塊顯示檢測結果；

所述水路系統包括水體樣品容器和注射泵系統，水體樣品經過蠕動泵注入到樣品池中；

所述注射泵系統至少具有四個注射通道分別與酸、堿、去離子水、清洗劑四個儲液罐相連，能夠通過不同的注射通道將對應儲液罐中的液體按需求注入到樣品池中。

本發明進一步包括以下優選方案。

所述參比池、樣品池為石英材質圓柱型或其他形狀的容器，參比池盛裝參比溶液或僅注入空氣，樣品池注入待測樣品。

參比池和樣品池的光路長為1-10厘米。

所述廢液收集容器通過蠕動泵連接至樣品池的排液口。

在堿儲液罐中，配制濃度為0.01-2mol/L的NaOH或KOH溶液，具體的濃度按照以下方式設定：

當將堿儲液罐中的堿液注入到樣品池中，使樣品達到目標pH值時，對樣品稀釋比例不高于1％。

在酸儲液罐中，配制濃度為0.01-2mol/L的H₂SO₄、HNO₃、HCl、HClO₄溶液中的任意一種，具體的濃度按照以下方式設定：

當將酸儲液罐中的酸液注入到樣品池中，使樣品達到目標pH值時，對樣品稀釋比例不高于1％。