紫外光谱法检测COD时波长和低温影响的探究

摘要

COD代表了水体受还原性物质污染的程度.相对于采用传统方法检测COD,存在检测时间长且操作复杂等缺点,紫外光谱法以其检测速度快,无需使用化学试剂等特点成为了主流的检测方法.基于朗伯-比尔定律,以邻苯二甲酸氢钾粉末配置的COD标准溶液为研究对象,针对低温环境下利用紫外光谱法检测COD精度的问题,分别对COD的最佳检测波长和温度对COD检测值的影响进行研究.同时选择长春市某地区地表水为研究对象,验证COD最佳检测波长在实际水样中的适用性及温度补偿模型的准确度.在研究检测波长对COD检测值的影响时,选用256,266,276,286和296 nm共5个波长对样本进行回归分析,它们的吸光度分别为A256,A266,A276,A286,A296,将吸光度A与COD标准溶液浓度值进行线性回归,通过拟合结果得出:276,286和296 nm处模型具有代表性,且在286 nm处拟合效果最好,296 nm次之,最后为276 nm,其中286 nm处相关系数r为0.9946,决定系数R2为0.9894,波长为296 nm处和方差SSE=0.0114,预测均方根误差RMSE=0.0377,但其决定系数R2较低,可见在286 nm处COD检测值与吸光度具有最高的相关性,又探究了标准温度(20℃)下8 mg·L-1的COD实际水样和标准水样的光谱吸收情况,得出286 nm同样适用于实际水样的检测,可见286 nm处为最佳检测波长.在研究温度对COD检测值的影响时,采集不同温度下COD实际水样与标准水样的紫外吸收光谱,经过分析得出:COD实际水样中紫外光谱吸收度会随温度升高而增大.为了减弱在COD测量中温度的影响,根据最小二乘原则,建立温度补偿模型.利用实际水样验证温度补偿模型的准确度,同时进行误差分析,分析结果表明:COD的实际值与补偿后值的最大相对误差为6.38%,最小相对误差为0.63%,且多数相对误差集中在4%,由此可见,COD温度补偿模型补偿精度高,效果良好.结果表明:COD检测选取的最佳波长及温度补偿模型可有效的提高COD低温检测精度.