一種基于熒光光譜技術的溶解性有機物dom水質監測預警方法
【技術領域】
[0001]本發明公開了一種基于熒光光譜技術的溶解性有機物D0M水質監測預警方法，屬于水環境監測技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著工業的迅速發展，由此而產生的工業廢水的種類和數量迅猛增加，大量的污染物被排入水環境中，對水體的污染也日趨廣泛和嚴重，威脅人類的健康和安全，化工廢水屬于高濃度有機物廢水，排放量大、毒性大、有機物濃度高、含鹽量高、色度高、難降解化合物含量高、治理難度大，而且工業產生的超高濃度有機廢水中，酸、堿類眾多，往往具有強酸或強堿性，一是需氧性危害，由于生物降解作用，高濃度有機廢水會使受納水體缺氧甚至厭氧，多數水生物將死亡，從而產生惡臭，惡化水質和環境；二是感觀性污染，高濃度有機廢水不但使水體失去使用價值，更嚴重影響水體附近人民的正常生活；三是致毒性危害，超高濃度有機廢水中含有大量有毒有機物，會在水體、土壤等自然環境中不斷累積、儲存，最后進入人體，危害人體健康。處理這類廢水的方法主要集中在物化處理，包括高級氧化法、萃取法和樹脂吸附法，這些方法存在能耗大、運行費用高、選擇性差、處理效率低、二次污染等問題。如若對每一個有機污染物進行測試，測得各種有機物的濃度，操作效率低，消耗時間長，難以起到對有機污染物的預警作用。三維熒光光譜是熒光光譜儀的一種采集方式，體現的是發射波長隨著激發波長變化的熒光強度信息，獲得的信息量比常規熒光光譜更多。平行因子分析法是利用膠體最小二乘法實現的一種多維數據分解法，能夠從多組分混合溶液中得到各個組分準確的定量結果，在三維熒光光譜分析中得到廣泛的應用，因此研究出基于三維熒光光譜的一種高操作效率、耗時周期短的預警方法，在相關領域具有重要的意義。
【發明內容】
[0003]本發明主要解決的技術問題:針對目前溶解性有機物D0M水質的快速預警方法操作效率低，處理耗時周期長的弊端，提供了一種基于三維熒光光譜的地表水有機污染的快速預警方法，本發明通過水質檢測儀檢測等轉化成圖像顯示，再用三維熒光光譜掃描后得三維熒光圖譜，兩者數據進行對比形成標準圖譜；再經水質檢測儀檢測等轉化成圖像顯示，再用三維熒光光譜掃描后得三維熒光圖譜，兩者數據進行對比復合成溶解性有機物D0M水質水樣圖譜，與標準圖譜數據進行對比，計算分析有機污染物總體濃度數據傳入警報系統，若警報響起，則溶解性有機物D0M水質超標，反之，則溶解性有機物D0M水質未超標。本發明操作效率高，耗時周期短。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:
[0005](1)首先建立光譜特征數據庫，類腐植酸熒光I (Ex為340?450nm，Em為430?510nm)，II (Ex 為 300 ?360nm，Em 為 360 ?460nm)，III (Ex 為 230 ?280nm，Em 為 370 ?450nm)，類蛋白焚光(Ex為260?290nm，Em為300?350nm)，峰A-類腐植酸(Ex/Em =237 ?260/400 ?510nm)，峰 B-類腐植酸(Ex/Em = 300 ?380/400 ?510nm)，峰 C-類蛋白熒光(Ex/Em = 340 ?350/370nm)，峰 D-類蛋白熒光(Ex/Em = 230 ?285/357 ?360nm)，峰E-色氨酸類為(Ex/Em = 225 ?240/340 ?385nm)，峰 F-酪氨酸(Ex/Em = 220 ?240/305 ?325nm)；
[0006](2)待數據庫建立完成后，設定熒光檢測分析系統，設置激發波長為200?500nm，發射波長為300?600nm，響應時間設置為自動方式，狹縫寬度為8?llnm，掃描步長為2nm、4nm 及 5nm，掃描速度為 2000 ?2200nm/min ；
[0007](3)待上述步驟完成后，使用自動取樣裝置進行自動取樣，然后將所得的水樣通過預處理系統，對水樣進行過濾，pH調節及溫度調控，待調節完成后，水樣進入熒光檢測分析系統，進行分析檢測；
[0008](4)上述檢測分析結束后所得的結果，與建立光譜特征數據庫進行對比，如果有相匹配的值，經過水質數據傳感系統，其系統內的相關系數為0.7?0.8，通過水質數據傳感系統，將所得的數據傳入數據分析器中，得到溶解性有機物D0M的總體濃度，然后數據分析器將所得的總體濃度數據傳入警報系統，根據等級在警報顯示器上，顯示不同等級警報，同時進行警報，待水質回復正常后，警報解除。
[0009]本發明的有益效果是:
[0010](1)本發明的快速預警方法快速、靈敏，操作效率高，耗時周期短，可實現對地表水的在線及時監測，提高預警效率；
[0011 ] (2)利用三維熒光光譜對地表水進行掃描，針對性強，準確性高；
[0012](3)本發明與傳統方法相比效率提高了 30?40%，預警時間減少了 50?60%。
【具體實施方式】
[0013]首先建立光譜特征數據庫，類腐植酸熒光I (Ex為340?450nm，Em為430?510nm)，II (Ex 為 300 ?360nm，Em 為 360 ?460nm)，III (Ex 為 230 ?280nm，Em 為 370 ?450nm)，類蛋白焚光(Ex為260?290nm，Em為300?350nm)，峰A-類腐植酸(Ex/Em =237 ?260/400 ?510nm)，峰 B-類腐植酸(Ex/Em = 300 ?380/400 ?510nm)，峰 C-類蛋白熒光(Ex/Em = 340 ?350/370nm)，峰 D-類蛋白熒光(Ex/Em = 230 ?285/357 ?360nm)，峰E-色氨酸類為(Ex/Em = 225 ?240/340 ?385nm)，峰 F-酪氨酸(Ex/Em = 220 ?240/305 ?325nm);待數據庫建立完成后，設定熒光檢測分析系統，設置激發波長為200?500nm，發射波長為300?600nm，響應時間設置為自動方式，狹縫寬度為8?llnm，掃描步長為2nm、4nm及5nm，掃描速度為2000?2200nm/min ;待上述步驟完成后，使用自動取樣裝置進行自動取樣，然后將所得的水樣通過預處理系統，對水樣進行過濾，pH調節及溫度調控，待調節完成后，水樣進入熒光檢測分析系統，進行分析檢測；上述檢測分析結束后所得的結果，與建立光譜特征數據庫進行對比，如果有相匹配的值，經過水質數據傳感系統，其系統內的相關系數為0.7?0.8，通過水質數據傳感系統，將所得的數據傳入數據分析器中，得到溶解性有機物D0M的總體濃度，然后數據分析器將所得的總體濃度數據傳入警報系統，根據等級在警報顯示器上，顯示不同等級警報，同時進行警報，待水質回復正常后，警報解除。
[0014]實例1
[0015]首先建立光譜特征數據庫，類腐植酸熒光I (Ex為340?450nm，Em為430?510nm)，II (Ex 為 300 ?360nm，Em 為 360 ?460nm)，III (Ex 為 230 ?280nm，Em 為 370 ?450nm)，類蛋白焚光(Ex為260?290nm，Em為300?350nm)，峰A_類腐植酸(Ex/Em =237 ?260/400 ?510nm)，峰 B-類腐植酸(Ex/Em = 300 ?380/400 ?510nm)，峰 C-類蛋白熒光(Ex/Em = 340 ?350/370nm)，峰 D-類蛋白熒光(Ex/Em = 230 ?285/357 ?360nm)，峰E-色氨酸類為(Ex/Em = 225 ?240/340 ?385n