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第l期 水利水文自动化 第l期 水利水文自动化 NO．1 2004年3月 Automation in Water Re∞urces and Hydrology Mar，2004 水质自动监测技术综述 武万峰1，徐立中1，徐鸿2 (1．河海大学计算机及信息学院，江苏南京 210098；2．河北省子牙河务管理处，河北衡水 053000) 摘 要：目前水质监测仪器由于应用了现代传感技术、计算机技术和通信技术进行全自动远程监测，使得水质监测向全天候、高速、实时、网络化、智能化方向发展。简要介绍水质监测技术，内容包括水质监测仪器综述、水质监测常用分析方法的种类、计算机在水质监测中的应用等。 关键词：水质监测；水质分析仪器；数据通信 中图分类号：X853 文献标识码：A 文章编号：1672—3279(2004)0l—0014一05 O 引言 1．1．1 非光谱法。 目前绝大多数的水质监测项目都可用仪器来测 物质与辐射能作用时没有能级的跃迁，只是改定，仪器一般运用光学分析法、电化学分析法和色谱 变了辐射的方向、速度和某些物理性质(折射、偏振、分析法等分析方法来定性定量测定。仪器分析法的 旋光色散等)，理论上又基于朗伯一比尔定律，即溶 优点是快速、灵敏，尤其在污染物含量很低时，仪器 液的吸光度与溶液的浓度、液层厚度成正比。此类分析法测定的灵敏度很高。 仪器有光电比色计、分光光度计(紫外分光光度计、发展起来的水质自动监测系统和在线自动监测 红外近红外分光光度计、激光光度计、可见光分光光 仪，是利用计算机测控技术、网络通信技术的融合， 度计等)。其中分光光度计可测定周期表上的几乎改造传统的水质分析仪器，使得水质监测达到自动、 所有元素，而且灵敏度高，选择性、准确度方面都很实时．智能。 好。 1 水质监测仪器综述 1．2 光 谱 法 1．1 光学分析法测量仪 通过施加外部能量，可将样品中处于基态的原利用物质发射的电磁辐射与物质相互作用而建 子或分子激发。根据激发原子或分子的手段和观测 立起来的分析化学方法，广义上称为光学分析法。 激发过程能量变化的手段的不同，光谱分析法可按可分为非光谱法和光谱法。 表1分类。 表l 光谱分析法分类 分析法种类 具体分类 原子光谱分析法 原子发射光谱法(包括等离子体发射光谱法)，原子吸收光谱法(包括原子荧光光谱法) 分子光谱分析法 可见及紫外吸光谱法，红外吸收光谱法(包括激光拉曼光谱法)，荧光及磷光光谱分析法。 旋光分析法和圆二色光谱法，光声、光热光谱法，激光光谱法 磁共振波谱法 顺磁共振波谱法，核磁共振波谱法(包括lH、13c及多核)，脉冲电子顺磁共振波谱法 X射线光谱法 x射线衍射光谱法(单晶和多晶)，能量色散x射线荧光法，波长色散x射线荧光法， x射线光电子能谱法，离子探针法，高低中能离子散射能谱法，二次离子质谱法 1．2 电化学分析法测量仪 用来测定水质电导率，有惠斯登电桥法、分压电化学分析法是应用物质的电学及电化学性质 法。直接测量法和电磁感应法。 来测定物质的组分含量的分析方法。电化学分析法 (2)PH计和离子计 测量仪主要有以下类型： 由玻璃电极即测量电极和甘汞电极即参比电极 (1)电导仪 组成的一全电池，其电势大小遵循能斯特公式，电极 万方数据 万方数据 16 水利水文自动化 16 水利水文自动化 信号处理和显示单元，其中分离技术和检测方式是 的重视。 影响分析仪器发展的两个关键问题。当采用一种分 2 水质监测常用分析方法的种类 析技术不能解决复杂分析问题时，就需要将多种分 目前水质各项目的监测呈现向仪器方向发展析方法组合进行联用。特别是将一种分离技术和一 的趋势，而仪器也能测定几乎所有的监测项目，具种鉴定方法组合成的联用技术，已愈来愈受到广泛 体分类及测定如表2所示。 表2 常用分析方法及测定成分 方法名称 测定成分 分光光度法 各种金属、非金属、离子、挥发性酚、硝基苯类、阴离子洗涤剂等荧光光度法 Se、Be、u、Bap、油类等 原子吸收法 Ag、Al、Ba、Be、Bi、Ca、cd、Co、Cr、Cu、F毛、Hg、K、Mg等 冷原子吸收法 As、Sb、Bi、Ge、Sn、Pb、Se、Te、Hg 发射光谱法 元素表中几乎所有元素以及生物样品中的V、Ni、zn、ce、As、Mo等原子荧光法 As、Sb、Bj、se、Hg等 火焰光度法 Li、Na、K、Sr、Ba等 电极电位法 Eh、pH、D0、F一、cl’、cN。、S2‘、N03’、K+、Na+、氨等滴定法 硫化物、络合物、Tl、ca、Mg、氯化物等 离子选择电极法 F一、c1’、Br一、I‘、cN一、s2。、Ag+、H矿+、cu2+、PH值、硬度等 离子色谱法