實(shí)時(shí)無污染多參數(shù)水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)及儀器研究.pdf

1、水是人類的生命之源，是一種寶貴的自然資源，在工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)灌溉和日常生活中都離不開水。在水污染日益嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí)情況下，水環(huán)境監(jiān)測(cè)變得越來越重要。在未來水環(huán)境監(jiān)測(cè)趨于普遍化、廣泛化、物聯(lián)化后，對(duì)于水環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備的需求將呈指數(shù)化增長(zhǎng)，實(shí)時(shí)無污染的水環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備將受到越來越多的關(guān)注。
　　本論文以實(shí)時(shí)無污染水環(huán)境監(jiān)測(cè)為目標(biāo)，研制了基于電化學(xué)技術(shù)與紫外可見吸收光譜技術(shù)的兩套水環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器，實(shí)現(xiàn)了水體溫度、pH、氨氮、流速、化學(xué)需氧量(COD

2、)、濁度和顏色的實(shí)時(shí)無污染測(cè)量。主要的研究?jī)?nèi)容與成果包括如下幾個(gè)方面:
　　(1)提出采用雙鉑片計(jì)時(shí)電勢(shì)法進(jìn)行pH測(cè)量，研究雙鉑片計(jì)時(shí)電勢(shì)法測(cè)量pH的內(nèi)部機(jī)理，實(shí)驗(yàn)證明雙鉑片計(jì)時(shí)電勢(shì)法測(cè)量pH具有很好的pH響應(yīng)曲線和優(yōu)良的選擇性，并且雙鉑片計(jì)時(shí)電勢(shì)pH測(cè)量方法比傳統(tǒng)玻璃pH電極具有更長(zhǎng)的使用壽命和更好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。相關(guān)論文發(fā)表在“Sensors and Actuators B-Chemical”期刊。
　　(2)首次提出采用

3、氧化鎢電極進(jìn)行液體流速測(cè)量，研究了基于氧化鎢電極測(cè)量流速的內(nèi)部機(jī)理---流動(dòng)電勢(shì)，實(shí)驗(yàn)證明測(cè)量氧化鎢電極的開路電壓配合pH和溫度的補(bǔ)償可以實(shí)現(xiàn)低于0.4mm/s的液體超低流速測(cè)量。相關(guān)論文發(fā)表在“Sensors and ActuatorsB-Chemical”和“Journal of Electroanalytical Chemistry”期刊。
　　(3)提出了基于氨離子選擇性電極開路電壓結(jié)合pH和溫度補(bǔ)償?shù)陌钡獪y(cè)量方法，研究了

4、氨離子占氨氮比例與pH和溫度的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)證明這種方法測(cè)量氨氮具有良好的響應(yīng)(56.4mV/pNH4)。同時(shí)，研制了基于電化學(xué)技術(shù)的多參數(shù)水環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器，包括硬件電路設(shè)計(jì)、下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)和上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了溫度、pH和氨氮的標(biāo)定和實(shí)時(shí)無污染測(cè)量。
　　(4)研究基于紫外可見吸收光譜技術(shù)的COD、濁度和顏色測(cè)量。利用可見光波段的吸光度計(jì)算得到色坐標(biāo)進(jìn)而反映水體顏色;基于不同濁度下可見光波段的吸光度曲線的梯度不同，將梯度的差異量化為

5、色坐標(biāo)的差異，進(jìn)而通過溶液色坐標(biāo)反映濁度，這種新穎的濁度測(cè)量方法可以消除光源光強(qiáng)變化或探測(cè)器漂移對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響;采用紫外波段的吸光度反映COD，并探索了COD測(cè)量時(shí)的濁度補(bǔ)償方法，采用補(bǔ)償后的吸光度曲線測(cè)量COD值。相關(guān)論文發(fā)表在“Sensors and ActuatorsB-Chemical”期刊。同時(shí)，研制了基于紫外可見吸收光譜技術(shù)的多參數(shù)水環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器，包括了系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)、控制電路設(shè)計(jì)和上位機(jī)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了COD、濁度和顏色的標(biāo)定