近红外光谱技术在水质监测中的应用_谢志刚

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1、贵州农业科学２０１３，４１（８）：２１２～２１５ＧｕｉｚｈｏｕＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ［文章编号］１００１－３６０１（２０１３）０８－０５００－０２１２－０４近红外光谱技术在水质监测中的应用谢志刚１，牟丽艳２，廖诗佳３（１．重庆文理学院材料与化工学院，重庆４０２１６０；２．四川省天全县华英中学，四川天全６２５５０１；３．重庆市永川区粮油质量检测站，重庆４０２１６０）［摘要］近红外光谱技术（ＮＩＲＳ）可通过建立校正模型实现对未知样品的定性或定量分析，在废水总氮、总磷的快速分析和废水综合指标ＢＯＤ、ＣＯＤ、ｐＨ监测分析中，都能获得理想的结果，与

2、国标法具有较高的相关性。综述了近红外光谱分析技术的特点及其在水质监测领域的应用，展望了近红外光谱分析技术在水质监测领域的广阔前景和研究领域。［关键词］近红外光谱；水质监测［中图分类号］Ｘ１３２；Ｏ６５７．３［文献标识码］ＡＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＮｅａｒ－ｉｎｆｒａｒｅｄＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｉｎＷａｔｅｒＱｕａｌｉｔｙＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇ１，ＭＯＵＬｉｙａｎ２，ＬＩＡＯＳｈｉｊｉａ３ＸＩＥＺｈｉｇａｎｇ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｒｔｓａｎｄＳｃｉ

3、ｅｎｃｅｓ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０２１６０；２．ＴｉａｎｑｕａｎＨｕａｙｉｎｇＭｉｄｄｌｅＳｃｈｏｏｌｔｏｆＳｉｃｈｕａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｔｉａｎｑｕａｎ，Ｓｉｃｈｕａｎ６２５５０１；３．ＧｒａｉｎａｎｄＯｉｌＱｕａｌｉｔｙＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎＳｔａｔｉｏｎｏｆＹｏｎｇｃｈｕａｎＤｉｓｔｒｉｃｔ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０２１６０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＮＩＲＳｃａｎａｃｈｉｅｖｅｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅａｎｄｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆａｎｕｎｋｎｏｗｎｓａｍｐｌｅｂｙｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ．Ｓａｔｉ

4、ｓｆａｃｔｏｒｙｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｉｎｔｈｅｒａｐｉｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｏｔａｌｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｉｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，ａｎｄａｌｓｏｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｉｎｄｅｘＢＯＤ，ＣＯＤａｎｄｐＨ．Ｔｈｅｓｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｈａｖｅｈｉｇｈｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｂｙｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｎｅａｒ－ｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏ

5、ｓｃｏｐｙａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ；ａｎｄｔｈｅｗｉｄｅｐｒｏｓｐｅｃｔｓａｎｄｆｕｒｔｈｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｆｉｅｌｄｓｏｆｎｅａｒｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｆｉｅｌｄａｒｅｅｘｐｌｏｒｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｅａｒ－ｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ；ｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ美国材料测试协会（ＡｍｅｒｉｃａｎＳｏｃｉｅｔ

6、ｙｆｏｒＴｅｓ－红外光谱分析技术测得的水库水质总有机碳含量ｔｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＡＳＴＭ）定义，近红外光谱区（Ｎｅａｒ－（ＴＯＣ）、化学需氧量（ＣＯＤ）和生化需氧量（ＢＯＤ）的［２］ＩｎｆｒａｒｅｄＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，ＮＩＲＳ）是指波长在７８０～２相关性均较高；Ｄａｂａｋｋ等采用近红外光谱技术测［３］５２６ｎｍ的电磁波。在近红外光波长范围内，特定的定了湖水总有机碳、总磷等水质参数，Ｂｕｅｒｃｋ应用成分（如脂肪、蛋白质、水分等）均有其相应的特征吸近红外光谱技术原位监测地下水中芳环碳氢的含［４］收波长并且符合比尔定律。因此，可通过测定样品量，何金成

7、等也研究了运用近红外光谱法测量废对某一特殊波长光的吸收值计算对应成分的百分含水ＣＯＤ的可行性以快速确定废水的污染程度，美［５］量（聚集度）。近红外光谱分析技术是利用有机化学国的ＳｔｅｐｈｅｎｓＡＢ等用近红外光谱分析方法建立物质在近红外光谱区的光学特性快速检测样品中一了快速测量ＢＯＤ的预测模型。笔者就近红外光谱种或几种化学成分含量的新技术，是２０世纪９０年分析技术的特点及其在水质监测领域的应用现状及代以来发展最快、最引人注目的光谱分析技术，已在问题进行综述，展望近红外光谱分析技术在废水总农业、食品、医药、石油化工等领域有了广泛的应用。氮、总磷的快速分析和废水

8、综合指标ＢＯＤ、ＣＯＤ监有机污染物是水体主要污染物之一，是环境监测