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一直以來(lái),在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器技術(shù)都是沿著在線(xiàn)分析儀器研發(fā)制造技術(shù)和在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器應(yīng)用技術(shù)兩個(gè)方面同時(shí)發(fā)展的。根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)的定義,有兩種形式的在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器:在線(xiàn)分析傳感器和比較復(fù)雜的自動(dòng)分析設(shè)備或者裝置。第一的在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器常常是以在線(xiàn)分析傳感器+顯示控制器的形式出現(xiàn)的,儀器通常結(jié)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單,通過(guò)傳感器直接和被測(cè)水樣接觸獲得水質(zhì)指標(biāo)的數(shù)據(jù)。最初可以測(cè)量的水質(zhì)指標(biāo),主要是一些簡(jiǎn)單的物理指標(biāo)和成分指標(biāo),如水溫、電導(dǎo)率、PH、ORP、溶解氧等;接著是濁度、懸浮物濃度等光學(xué)原理的傳感器;隨著電學(xué)分析技術(shù)的發(fā)展,氟離子、銨離子、硝等多種離子選擇電極法原理的在線(xiàn)水質(zhì)分析傳感器也開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)。由于傳感器和水樣直接接觸,無(wú)法像實(shí)驗(yàn)室人工分析時(shí)進(jìn)行樣品預(yù)處理及去除樣品中干擾物質(zhì),在面對(duì)水質(zhì)復(fù)雜的水樣(高溫、高壓、含油、硫物、重金屬、懸浮物、高度、腐蝕性氣體等各種雜質(zhì))時(shí)的適用性受到很大局限,最初的測(cè)量對(duì)象主要是地表水、飲用水、市政污水以及工業(yè)純水等水質(zhì)情況較為簡(jiǎn)單的水體。
其次,水質(zhì)科學(xué)的發(fā)展,提出了“替參數(shù)”的概念,為在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用開(kāi)拓了新的空間。水質(zhì)替參數(shù)是指一類(lèi)特定的水質(zhì)參數(shù),可以綜合反映水體的某一類(lèi)別的水污染情況或水處理過(guò)程中某些不能實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)而且實(shí)驗(yàn)室分析也非常繁瑣水質(zhì)參數(shù)的變。目前,對(duì)飲用水水質(zhì)全來(lái)講,反應(yīng)有機(jī)物總量及某些特定成分變的綜合性指標(biāo)UV254是目前非常重要的水質(zhì)替參數(shù),可以通過(guò)UV254的實(shí)時(shí)測(cè)量,獲得和水中有機(jī)物污染相關(guān)的其他參數(shù)(如,COD、BOD、TOC等)的信息。由于能實(shí)時(shí)反映水質(zhì)的變,測(cè)量“替參數(shù)”的在線(xiàn)水質(zhì)分析儀器在水處理工藝過(guò)程控制中有著非常重要的價(jià)值。目前其他重要的在線(xiàn)水質(zhì)替參數(shù)分析儀器還有:濁度、顆粒物、SDI(污染指數(shù))等。
光學(xué)分析法(optical analysis),是以物質(zhì)發(fā)射或吸收電磁輻射以及物質(zhì)與電磁輻射相互作用(發(fā)光、吸收、散射、光電子發(fā)射等)來(lái)對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行分析的方法。可以分為光譜法和非光譜法兩大類(lèi)。非光譜分析法,是基于物質(zhì)引起輻射的方向或物理性質(zhì)的改變,檢測(cè)被測(cè)物質(zhì)的某種物理光學(xué)性質(zhì),進(jìn)行定量、定性分析的方法,非光譜分析法不考慮物質(zhì)內(nèi)部能量的變,包括了折射法、散射光法等。光譜分析法,是以光輻射能與物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)之間的內(nèi)在聯(lián)系或者以光譜或波譜的測(cè)量為基礎(chǔ),利用物質(zhì)的光譜特征,進(jìn)行定性、定量及結(jié)構(gòu)分析的方法。按物質(zhì)能級(jí)躍遷的方式,光譜分析法又分為三種基本類(lèi)型:發(fā)光光譜法(包括分子熒光分析法、X射線(xiàn)熒光分析法等)、吸收光譜法(包括紫外可見(jiàn)分光光度法、紅外分光光度法等)以及散射光譜法(如最近比較熱門(mén)的拉曼散射光譜法)。