摘要：在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展中，水污染問(wèn)題已經(jīng)成為了世界各地亟待解決的一個(gè)共同性問(wèn)題，由于水質(zhì)監(jiān)測(cè)可以及時(shí)準(zhǔn)確地反映出水環(huán)境的質(zhì)量，因此，在現(xiàn)代水環(huán)境保護(hù)工作中有著廣泛的應(yīng)用。在此背景下，文章將對(duì)紫外光譜分析基礎(chǔ)上的水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行深入的分析，同時(shí)對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)和關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行一定的闡述，以期為該技術(shù)的應(yīng)用和推廣提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：紫外光譜；水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

引言

在當(dāng)前的世界水環(huán)境中，水污染的問(wèn)題不容忽視，這是當(dāng)前面臨的一個(gè)亟待解決的問(wèn)題，所以，如何快速有效的控制水體污染，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的保護(hù)以及合理利用，是當(dāng)今水資源利用過(guò)程中人們最為關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。合理有效的水質(zhì)監(jiān)測(cè)可以準(zhǔn)確及時(shí)的反映出水體的質(zhì)量，這一監(jiān)測(cè)結(jié)果有助于制定出具有針對(duì)性且切實(shí)可行的污染防治規(guī)劃和防治措施。在當(dāng)前的水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，應(yīng)用最為普遍的監(jiān)測(cè)技術(shù)主要有原子光譜技術(shù)、分子光譜技術(shù)、化學(xué)分析技術(shù)、色譜分離技術(shù)和生物傳感技術(shù)等。其中原子光譜技術(shù)、色譜分離技術(shù)和化學(xué)分析技術(shù)中使用的監(jiān)測(cè)儀器體積較大，且分析周期較長(zhǎng)，并且相對(duì)于其他技術(shù)而言成本較高，而生物傳感技術(shù)的儀器雖然有著便攜、體積小的特點(diǎn)，但是這一監(jiān)測(cè)儀器的維護(hù)費(fèi)用相對(duì)較高，且工作壽命較短，綜合上述儀器特點(diǎn)，分子光譜技術(shù)逐漸的發(fā)展成為了水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，而基于紫外光譜分析的水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)主要是依據(jù)水體中的有機(jī)物質(zhì)和少量的無(wú)機(jī)物質(zhì)對(duì)紫外光的吸收性進(jìn)行監(jiān)測(cè)的，這一技術(shù)在水體中物質(zhì)吸收紫外光以及水質(zhì)的濃度參數(shù)獲取的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和水體狀況分析，這一分析技術(shù)有著無(wú)需試劑、實(shí)時(shí)在線、體積小、成本低、多參數(shù)檢測(cè)等眾多的優(yōu)點(diǎn)，在水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)中有著明顯的優(yōu)勢(shì)，在不久的將來(lái)，這一技術(shù)也將成為水質(zhì)監(jiān)測(cè)的重要技術(shù)方法。

1 紫外光譜分析技術(shù)原理概述

在我國(guó)水資源的管理和保護(hù)工作中，水質(zhì)檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)管理和保護(hù)的重要途徑，同時(shí)也是對(duì)環(huán)境保護(hù)的重要手段。我國(guó)當(dāng)前的水資源嚴(yán)重短缺，水污染情況十分嚴(yán)重，再加上洪水等災(zāi)害的頻發(fā)，我國(guó)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作面臨著更多的問(wèn)題和挑戰(zhàn)；同時(shí)，由于以上現(xiàn)象的存在，水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作的工作方式也在不斷的發(fā)生著變化。在這一新的發(fā)展背景下，基于紫外光譜分析的水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作的技術(shù)原理可以簡(jiǎn)述如下：在我國(guó)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中，使用最為廣泛的檢測(cè)方法就是紫外光譜法，這一方法是依據(jù)物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的紫外線的吸收率之間的差異來(lái)準(zhǔn)確的測(cè)定物質(zhì)的成分以及各種物質(zhì)的含量，在水環(huán)境的污染中，紫外光譜分析法可以很明顯的檢測(cè)出其中的有機(jī)污染物，尤其是其中的不飽和有機(jī)物。因此，在利用紫外吸收光譜來(lái)檢測(cè)水質(zhì)的污染情況時(shí)，可以根據(jù)光譜的測(cè)定結(jié)果計(jì)算得出水質(zhì)監(jiān)測(cè)的相關(guān)數(shù)據(jù)，在當(dāng)前的水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中，紫外光譜分析技術(shù)包括單光檢測(cè)法和連續(xù)光譜檢測(cè)法兩種，這兩種方法都是以"朗伯-比爾定律"為基礎(chǔ)，單光譜分析法是根據(jù)特定波長(zhǎng)的吸收度以及吸收物質(zhì)的濃度進(jìn)行計(jì)算的；而連續(xù)光譜檢測(cè)法則是需要加上其附加性質(zhì)進(jìn)行綜合分析的一種參數(shù)方法。

2 紫外光譜分析的水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展與研究現(xiàn)狀

2.1 單光譜檢測(cè)

單光譜檢測(cè)法是利用單管探測(cè)器進(jìn)行紫外光吸收檢測(cè)的測(cè)量方法，這一方法檢測(cè)的是在某一特征波長(zhǎng)處的水質(zhì)參數(shù)，通過(guò)對(duì)統(tǒng)一水體環(huán)境中的多個(gè)水域進(jìn)行多次采樣并測(cè)量分析，得出有效的吸光度值和水體中含氧量等相關(guān)參數(shù)的回歸曲線，并根據(jù)其中相應(yīng)的關(guān)系計(jì)算得出水樣的相關(guān)參數(shù)值。相較于傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法，單光譜檢測(cè)技術(shù)不需要化學(xué)分析試劑，其采樣和分析儀器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，進(jìn)行維護(hù)時(shí)所涉及的工作量較小，這些優(yōu)點(diǎn)都使得單光譜檢測(cè)技術(shù)在水質(zhì)檢測(cè)中有了廣泛的應(yīng)用。但是針對(duì)于不同性質(zhì)的水體而言，由于單光譜法僅僅是采用單波長(zhǎng)或者是雙波長(zhǎng)處測(cè)量得到的吸光度值來(lái)反映COD/BOD等水質(zhì)參數(shù)，因此單光譜檢測(cè)法也存在著適用范圍小、測(cè)量精度低和測(cè)量分析的相關(guān)性差等問(wèn)題。

2.2 連續(xù)光譜檢測(cè)

連續(xù)光譜檢測(cè)法是利用連續(xù)的紫外光譜區(qū)對(duì)水樣進(jìn)行掃描，從而獲得連續(xù)的水質(zhì)之中的吸光度信息，通過(guò)多元化的分析手段獲取水質(zhì)中的各個(gè)參數(shù)，分析得出各數(shù)據(jù)中所包含的水體特質(zhì)信息，根據(jù)以上數(shù)據(jù)建立光譜數(shù)據(jù)和水質(zhì)參數(shù)兩者之間的校正模型，以此模型為工具具體分析水質(zhì)參數(shù)。連續(xù)光譜可以有效的提高測(cè)量精度，相對(duì)于單光譜分析法而言具有較為廣泛的適用范圍，有力的提高了測(cè)量分析的相關(guān)性，連續(xù)光譜在進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，需要有化學(xué)計(jì)量學(xué)的方法聯(lián)合使用以提高分析的有效性。

3 紫外光譜分析的水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與關(guān)鍵問(wèn)題

隨著紫外光譜分析技術(shù)在水質(zhì)檢測(cè)中的深入應(yīng)用，水質(zhì)監(jiān)測(cè)對(duì)于檢測(cè)儀器的多功能性和便攜性有了更迫切的需求，因此，現(xiàn)代水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的廣泛應(yīng)用對(duì)監(jiān)測(cè)儀器提出了更高的要求，微型化、自動(dòng)化、智能化和多功能化的需求日益迫切。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，科技的進(jìn)步逐漸的推進(jìn)了光學(xué)系統(tǒng)微型化的進(jìn)程，因此，在現(xiàn)代的水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中，直接光譜檢測(cè)技術(shù)逐漸的成為了主要的技術(shù)以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。在未來(lái)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中，以下兩點(diǎn)可以說(shuō)是在發(fā)展過(guò)程中急需解決的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題。

3.1 分析儀器的微小型化

隨著紫外光譜分析技術(shù)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中的廣泛應(yīng)用，其中所使用的儀器要求也逐漸的趨向于高性能、低成本。同時(shí)，紫外光源的小型化發(fā)展也在水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作發(fā)展的過(guò)程中逐漸的成為了亟待解決的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題。隨著紫外光譜技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星光譜儀逐漸成為了現(xiàn)代研究的熱點(diǎn)，衛(wèi)星光譜儀在環(huán)境監(jiān)測(cè)、軍事分析、生物醫(yī)藥以及科技農(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域中都將有廣闊的應(yīng)用前景。除此之外，為了更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)水環(huán)境的長(zhǎng)期穩(wěn)定的檢測(cè)，提高監(jiān)測(cè)的時(shí)效性，紫外光源的小型化逐漸有了高壽命、穩(wěn)定性強(qiáng)和快速啟動(dòng)等要求，在目前的紫外吸收光譜技術(shù)研究中，主要的研究?jī)?nèi)容包括小型化脈沖氦燈和無(wú)極氣燈兩方面。

3.2 分析技術(shù)的自動(dòng)化

現(xiàn)代水質(zhì)檢測(cè)中，從人工采樣實(shí)驗(yàn)室分析到在線自動(dòng)采樣分析再到原位連續(xù)測(cè)量等一系列的發(fā)展過(guò)程中，逐漸的應(yīng)用了無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從而有效的實(shí)現(xiàn)了對(duì)水資源區(qū)域內(nèi)多處水質(zhì)信息的實(shí)時(shí)快速監(jiān)測(cè)。這一技術(shù)在應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)在于如何實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)長(zhǎng)期穩(wěn)定的自動(dòng)檢測(cè)過(guò)程中探頭的自動(dòng)清洗工作的實(shí)現(xiàn)。在目前的水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中，探頭的自動(dòng)清洗主要采用壓縮空氣清洗和機(jī)械清洗的方法，對(duì)探頭的清洗效果將會(huì)直接影響到其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。目前，我國(guó)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的方法是在特點(diǎn)的時(shí)間、位置取河流某些斷面上的瞬時(shí)水樣，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析檢測(cè)，這種檢測(cè)方法的缺點(diǎn)在于不能及時(shí)準(zhǔn)確的獲得水質(zhì)變化的動(dòng)態(tài)性數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，基于紫外光譜分析的水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)有著諸多的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，其單光檢測(cè)法和連續(xù)光譜檢測(cè)法在水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中有著廣泛的應(yīng)用前景。并且，隨著這一技術(shù)的應(yīng)用，分析技術(shù)的微小型化和自動(dòng)化將是其發(fā)展的主要趨勢(shì)，也是今后紫外光譜分析技術(shù)在水質(zhì)檢測(cè)中應(yīng)用的主要研究方向。