[发明专利]一种吸收光谱法表征景观水体表观污染的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸收光谱法表征景观水体表观污染的方法。

背景技术

随着我国工业化和城市化步伐的加快，城市景观水体污染现状日益严峻。近年来不断爆发蓝藻事件、黑臭现象等，水体的功能和作用逐渐转化为景观用途，良好的感官是作为景观用途的城市水体的基本要求。所谓表观污染即污染物进入水体后引起人们感官不悦的现象，如水体呈现异样的颜色，如土黄色、褐色、黑色等；水体浑浊程度增加、透明度下降等。

我国针对景观水体的水质标准目前仅有《城市污水再生利用——景观环境用水水质（GB/T 18921-2002）》和《地表水环境质量标准（GB 3838-2002）》，只能用于判别水体是否达到景观用水的标准，并不能对水体的表观污染程度进行区分，尤其是对于污染状况较为严峻，长期处于Ⅳ类、Ⅴ类水的景观水体，现存标准无法直接评判水体表观现状和各种修复治理后的优化效果。目前城市景观水体表观污染评价主要采用水质评价法，常用的有污染指数法、多元分析法、模糊数学评价法、水质标识指数法等。该类方法均是通过物理化学指标对水体进行水质等级的评判，对于长期处于Ⅴ类和Ⅳ类水的景观水体的区分度较差，不能够单独、全面、准确地对水体表观进行评价。

近年来对于表观污染的研究主要集中在色度、浊度的测量和黑臭现象的研究，对于水体总体感官的研究甚少。保金花研究出一种基于水质指标的评价方法，其评价结果能够反映水体的感官性状，但是操作较为繁琐，而且有一定的局限性。李鹏章等基于紫外-可见分光光度计对城市景观水体表观污染进行了相应的表征研究，其采用190-1100nm范围内抽滤前后水样面积对水体表观污染程度进行定性分析，结果表明总面积随水体表观恶化而逐渐变大，水体的感官等级可以由曲线间隔面积得以区分，但是面积重合率较大。因此，本发明提出一种全新的针对城市景观水体表观污染的表征方法。该方法即可用于表征城市水体复合污染的变化进程，进而诠释表观污染发生的宏观机制和演化过程；又可以用于评估城市水体改善和修复工程后的实施效果。

发明内容

本发明目的在于提供一种吸收光谱法表征景观水体表观污染的方法，其用于记载景观水体表观污染变化过程，同时可用于评估水体修复和改善工程后的效果。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：一种吸收光谱法表征景观水体表观污染的方法，包括如下步骤： (1) 现场取样并记录水体颜色；采用紫外-可见分光光度计扫描原水样的吸收光谱曲线，再计算可见光区扫描曲线面积； (2) 通过滤膜将水样过滤，采用紫外-可见分光光度计扫描抽滤后水样的吸收光谱曲线，再计算可见光区扫描曲线面积； (3) 采用色系修正系数和浊度修正系数对可见光区扫描曲线面积进行修正，优化扫描曲线面积与表观污染程度的响应关系； (4) 根据水体表观污染差异和SPI值确定表观污染分级标准，即可对水体表观污染进行表征及评价。

基于对城市水体表观污染的基本认识，非溶解性污染物是造成城市水体表观污染的主要因素，且随着非溶解性污染物浓度增加表观污染的程度加重。根据吸光度加和性，在波长λ处，溶液总吸光度等于各组分吸光度之和，故原水吸收光谱曲线可以反映水体中所有物质的吸光特性。经过0.22μm滤膜抽滤后水样扫描曲线仅反映溶解性污染物的吸光特性。因此通过水样抽滤前后扫描曲线的面积差值可以反映水样中各种悬浮、胶体等非溶解性物质对不同波长光的吸光特性，进而根据该部分物质的浓度表征水体表观污染状况

作为优化，所述滤膜为0.22μm的混合纤维滤膜。

进一步，可见光区扫描曲线面积采用微分法计算，将整个可见光波长段视为若干个微元dx，每个积分区间近似为矩形，其中宽为dx，长为ΔAi，则所有矩形的面积总和即为所求间隔面积，即                                                。其中，可见光波长段为380~780nm。

作为优化，所采用的紫外-可见分光光度计采用10cm的比色皿。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：

1. 本发明所描述一种吸收光谱法表征景观水体表观污染的方法，针对城市景观水体表观污染评价标准及方法不足的现状，提出了采用吸收光谱扫描曲线面积对水体表观污染程度进行表征和评价的方法；通过测量水的自身特征，以能适应表达主观感受的层级和数值指标来表达水体的表观污染程度。