水質(zhì)綜合參數(shù)TOC、BOD等分析監(jiān)測(cè)儀
近紅外光譜儀（NIR）
檢測(cè)目標(biāo)：水質(zhì)綜合參數(shù)（如總有機(jī)碳TOC、生化需氧量BOD）、懸浮物（SS）、氨氮（NH?-N）等。
原理：
- 光譜吸收與散射：有機(jī)物中的C-H、O-H、N-H等化學(xué)鍵在近紅外波段（780-2500 nm）存在特征吸收，結(jié)合漫反射或透射信號(hào)建立光譜模型。
- 化學(xué)計(jì)量學(xué)分析：通過(guò)PLS（偏最小二乘）、PCA（主成分分析）等算法將光譜數(shù)據(jù)與水質(zhì)參數(shù)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)快速預(yù)測(cè)。
TOC（總有機(jī)碳）檢測(cè)
原理：
- 近紅外光譜可直接檢測(cè)水樣中有機(jī)物的C-H鍵振動(dòng)（如1200-2500 nm波段），結(jié)合模型預(yù)測(cè)TOC值。
優(yōu)勢(shì)： - 無(wú)需化學(xué)氧化（對(duì)比傳統(tǒng)高溫催化法），非破壞性檢測(cè)。
局限性： - 對(duì)低濃度TOC（<1 mg/L）靈敏度不足，需結(jié)合紫外預(yù)處理提升準(zhǔn)確性。
BOD（生化需氧量）檢測(cè)
原理：
- 基于有機(jī)物在近紅外的特征吸收，建立BOD與光譜數(shù)據(jù)的相關(guān)性模型（通常需結(jié)合微生物傳感器輔助標(biāo)定）。
應(yīng)用場(chǎng)景： - 污水處理廠出水BOD實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，替代傳統(tǒng)5日培養(yǎng)法。
儀器特點(diǎn)
- 非接觸式檢測(cè)：適用于在線監(jiān)測(cè)（如污水管道的透射探頭）。
- 多參數(shù)同步分析：?jiǎn)未螔呙杩赏瑫r(shí)預(yù)測(cè)TOC、BOD、濁度等參數(shù)。
- 模型可更新性：支持用戶導(dǎo)入本地水質(zhì)數(shù)據(jù)優(yōu)化模型。
操作流程
- 建模階段：
- 收集大量已知TOC/BOD的水樣光譜數(shù)據(jù)。
- 使用化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件（如Unscrambler）建立校正模型。
- 預(yù)測(cè)階段：
- 掃描待測(cè)水樣，調(diào)用模型直接輸出濃度值。
注意事項(xiàng)
- 干擾因素：
- 水溫、濁度變化影響光譜信號(hào)，需內(nèi)置溫度補(bǔ)償和散射校正模塊。
- 高鹽度水樣可能干擾C-H鍵吸收峰。
- 模型維護(hù)：
- 定期用標(biāo)準(zhǔn)樣品驗(yàn)證模型準(zhǔn)確性，避免“模型漂移”。
應(yīng)用實(shí)例
- 污水處理廠：安裝在線NIR探頭（如Büchi NIRFlex），實(shí)時(shí)監(jiān)控進(jìn)水TOC和BOD變化。
- 河流監(jiān)測(cè)：便攜式NIR設(shè)備（如Thermo Fisher microPhazir）快速篩查污染事件。
技術(shù)對(duì)比
- 優(yōu)勢(shì)：快速（秒級(jí)響應(yīng)）、無(wú)需試劑、適合動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。
- 局限：依賴前期建模數(shù)據(jù)，對(duì)未知污染物預(yù)測(cè)能力較弱。
需結(jié)合電化學(xué)傳感器或質(zhì)譜技術(shù)驗(yàn)證復(fù)雜水樣的有機(jī)物組成。
