[发明专利]一种基于光谱法COD检测的浊度补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及水质检测技术领域，特别涉及一种基于光谱法COD检测的浊度补偿方法。

背景技术

在水环境监测中，COD(化学需氧量)是一项重要的水质指标，它反映了水体受还原性有机物的污染程度。在《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)、《生活饮用水水源水质标准》(CJ3020-93)、《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)等国家标准中都对COD浓度限制做出了明确的规定，因此对COD的准确、方便、快速检测非常重要。

目前，COD的检测方法有化学方法和物理方法，其中化学方法主要是重铬酸盐法(GB11914-89)和高锰酸盐法(GB11892-89)，这些方法存在着测量时间长、需要消耗试剂、存在二次污染、使用成本高等缺点。物理方法主要指紫外-可见(UV-VIS)吸收光谱法，具有实时、快速、在线、原位、免试剂、低成本、高可靠、无二次污染等优点，一直是国内外环境监测领域的研究热点。

然而，利用UV-VIS吸收光谱法进行COD检测的物理方法，存在较大的技术难点。这是因为水中不同组分对吸收光谱的影响波段往往存在重叠(即交叉敏感)，使得预测过程存在相互干扰，造成预测偏差。如水体的浊度会影响COD的预测，因为实际水样中存在的悬浮颗粒会对光的散射、吸收产生浑浊现象(即水体浊度)，尽管COD的吸收峰在紫外波段，但浊度会影响UV-VIS全波段的吸收特性并且在紫外区对光有较强衰减作用，因此浊度补偿尤为重要。

虽然，浊度作为COD测量的重要影响因素已经受到广泛的重视，浊度补偿也被许多学者提出，但是对于浊度补偿的具体算法提到的却较少。目前已被提出的浊度补偿方法，大致可以分为两类：一是通过建立COD相对于实际值的预测误差随浊度的变化关系对COD预测值进行修正；二是通过扣除浊度基线的方法修正吸收光谱。第一类方法虽然简单，但是并没有从根本上消除浊度带来的影响而是只考虑了数值映射关系，并且需要大量的测试实验和数据支持。对于第二类方法，目前的大多数办法都只是做数学上的简单运算，并没有考虑水中物质组成的相互影响机制，故而补偿结果相对于实际无浊度溶液的吸收光谱曲线仍存在较大偏差。因此，我们需要寻找一种更优的浊度补偿方法，使其能够修正第二类方法中的偏差，提高COD的预测准确度。

发明内容

本发明提供了一种基于光谱法COD检测的浊度补偿方法，有效提高COD检测精度，且使用灵活、适应性强。

一种基于光谱法COD检测的浊度补偿方法，包括以下步骤：

(1)获取待测液体的吸收光谱；

(2)计算步骤(1)中的待测液体的当前浊度作用时的吸收光谱；

(3)对步骤(1)中的待测液体的吸收光谱进行峰降修正，具体过程如下：

3-1、将浊度标准液和COD标准溶液混合，得到多组COD浓度相同、浊度值不同的混合溶液作为样本溶液；

3-2、通过公式(1)，计算步骤3-1中样本溶液的影响因子K_N(λ)，

A(λ)＝K_N(λ)A_COD(λ)+A_tur(λ)(1)

其中，A(λ)为样本溶液的吸光度，A_COD(λ)和A_tur(λ)分别为样本溶液所对应的COD标准液和浊度标准液的吸光度，K_N(λ)为影响因数；

3-3、根据步骤3-2中计算得到的所有样本溶液的K_N(λ)，得到各K_N(λ)的谷值为K，通过负指数曲线拟合建立谷值K随浊度的变化模型K(t)；

3-4、根据波谷谷值K两边K_N与样本溶液具有相同COD的COD标准液吸光度之间的近似线性关系，模拟出K_N随波长的变化模型K_N(λ)；

3-5、将K_N(λ)代入公式(1)，通过逆运算可以得到补偿后的吸光度光谱计算公式：

A'_COD(λ)＝(A'(λ)-A_tur'(λ))/K_N(λ)(2)

其中,A'_COD(λ)为待测液体浊度补偿后的吸光度，A'(λ)为待测液体的吸光度，A_tur'(λ)为待测液体在当前浊度下的浊度吸光度，K_N(λ)为模拟得到的影响因数的变化模型；