一种利用溶解有机物组分和光谱指数监测水中化学需氧量浓度的方法

技术特征：
1.一种利用溶解有机物组分和光谱指数监测水中化学需氧量浓度的方法，其特征在于：利用溶解有机物组分和光谱指数监测水中化学需氧量浓度的方法按以下步骤进行：一、连续每天采集待测水的水样，获得n个水样；二、采用重铬酸钾法测定步骤一所述n个水样的cod浓度；三、利用荧光分光光度计扫描测量步骤一所述n个水样；测量参数设置如下：激发波长为220～500nm，发射波长为220～550nm，扫描步长均为5nm，测量得到n个水样的三维荧光光谱矩阵数据；四、利用步骤三获得的三维荧光光谱矩阵数据，分别计算得到每个水样的光学指数；所述光学指数为荧光指数(fi)、腐殖质指数(hix)和生物指数(bix)；五、利用步骤三获得的三维荧光光谱矩阵数据，采用平行因子分析方法得到n个水样的最佳组分的个数m，以及n个水样中所有最佳组分的荧光强度；六、分别对步骤四计算得到的每个水样的光学指数和步骤五得到的每个水样中所有最佳组分的荧光强度与步骤二得到的n个水样的cod浓度值进行线性拟合，得到m 3个相关系数；七、从步骤六得到的m 3个相关系数中选择最大的相关系数，将最大的相关系数对应的指标cx值和cod浓度的线性拟合图作为“cx值-cod浓度”相关性线性图；所述指标cx值为最大的相关系数对应的fi、hix、bix、最佳组分的荧光强度之一；八、将新待测水样重复步骤三和四，或重复步骤三和五，获得cx的值，根据步骤七中的相关性线性图得到新待测水样的cod浓度。2.根据权利要求1所述的一种利用溶解有机物组分和光谱指数监测水中化学需氧量浓度的方法，其特征在于：步骤一所述n为100～200；步骤一采用醋酸纤维滤膜对水样进行过滤，将过滤后的水样进行冷冻保存；所述滤膜孔径为0.45μm，所述冷冻保存温度为-10～-20℃。3.根据权利要求1所述一种利用溶解有机物组分和光谱指数监测水中化学需氧量浓度的方法，其特征在于：步骤二采用重铬酸钾法测定。4.根据权利要求1所述一种利用溶解有机物组分和光谱指数监测水中化学需氧量浓度的方法，其特征在于：步骤三激发宽度为5nm，发射狭缝宽度为10nm。5.根据权利要求1所述一种利用溶解有机物组分和光谱指数监测水中化学需氧量浓度的方法，其特征在于：步骤三控制扫描速度为1200nm/min。6.根据权利要求1所述一种利用溶解有机物组分和光谱指数监测水中化学需氧量浓度的方法，其特征在于：步骤四所述fi计算公式为：其中，f
(ex370/em470)
为在激发波长为370nm时、发射波长为470nm的荧光强度；f
(ex370/em520)
为在激发波长为370nm时、发射波长为520nm的荧光强度。7.根据权利要求1所述一种利用溶解有机物组分和光谱指数监测水中化学需氧量浓度的方法，其特征在于：步骤四所述hix计算公式为：
其中，area
ex255/em(435
→
480)
为在激发波长为255nm时、发射波长为435nm到480nm之间的积分面积，area
ex255/em(300
→
345)
为在激发波长为255nm时、发射波长为300nm到345nm之间的积分面积。8.根据权利要求1所述一种利用溶解有机物组分和光谱指数监测水中化学需氧量浓度的方法，其特征在于：步骤四所述bix计算公式为：其中，f
(ex310/em380)
为在激发波长为310nm时、发射波长为380nm时的荧光强度；f
(ex310/em430)
为在激发波长为310nm时、发射波长为430nm时的荧光强度。9.根据权利要求1所述一种利用溶解有机物组分和光谱指数监测水中化学需氧量浓度的方法，其特征在于：步骤五平行因子分析方法包含识别异常样品、执行残差分析和半验证分析的工具；首先，创建一个样本数据集；其次，去除拉曼散射峰和瑞利散射峰，限制矩阵的谱噪声区域；最后，采用拆分、半验证和随机初始化的方法对样品识别组分及其数量进行验证，得到样品的最佳组分类别。10.根据权利要求1所述一种利用溶解有机物组分和光谱指数监测水中化学需氧量浓度的方法，其特征在于：步骤七中线性拟合公式为：cx＝a0 a1h；其中，h为cod浓度，a1为最大的相关系数，a0为常数。

技术总结
本发明提供一种利用溶解有机物组分和光谱指数监测水中化学需氧量浓度的方法，要解决现有检测水中化学需氧量浓度的方法存在监测周期长、采样缺乏代表性、水样的化学前处理过程复杂、分析过程难度高的缺陷的问题。方法：收集N个待测水样；采用重铬酸钾法测定所述N个水样的COD浓度；获得N个待测水样的三维荧光光谱；将所述三维荧光光谱矩阵数据计算得到N个水样的三个光谱指数：荧光指数、腐殖质指数、生物指数和M种组分荧光强度；得到COD与光谱指数和有机物组分的相关系数最大的指标“Cx值-COD浓度”相关性线性图；获得新的待测水样的Cx值，得到其COD浓度。本发明方法能够大批量、便捷测定COD浓度。定COD浓度。定COD浓度。


技术研发人员：刘晶晶 高金良 程亚运 邱景辉
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2022.10.24
技术公布日：2023/1/13