[发明专利]基于紫外-三维荧光的三氯乙酰胺的监测方法及系统

权利要求书

1.一种基于紫外-三维荧光的三氯乙酰胺的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10：采集多个分析水样并进行预处理；

S20：获取各分析水样中溶解性有机物的三维荧光光谱数据、紫外光谱强度数据及含氮消毒副产物三氯乙酰胺浓度数据；

S30：基于平行因子分析模型确定各分析水样中溶解性有机物组分；对所述S20中获取的三维荧光光谱数据进行校正，并基于校正后的三维荧光光谱数据获取对应的最大荧光强度数据作为特征荧光强度数据；

S40：采用线性回归方法，建立特征荧光强度数据及紫外光谱强度数据与含氮消毒副产物三氯乙酰胺浓度数据的映射关系方程式；

S50：获取待监测水样中蛋白类组分的特征荧光强度数据及紫外光谱强度数据，输入所述S30中建立的映射关系方程式中，从而得出待监测污水中含氮消毒副产物三氯乙酰胺的含量。

2.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述S10包括以下步骤：

采用0.45μm的PVDF滤膜过滤分析水样后进行稀释，使得分析水样中的溶解性有机物在254nm处的紫外吸光度小于0.03cm^-1；

利用0.1M的HCl溶液和0.1M的NaOH溶液，将稀释后的分析水样调节至pH＝2±0.2。

3.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述S20中，在20±2℃的温度条件下，使用荧光光谱仪进行三维荧光光谱分析；其中，荧光光谱仪的激发波长扫描范围为240～450nm、步长为5nm；发射波长扫描范围为220～550nm、步长为5nm。

4.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述S20中，采用分光光度计进行紫外光谱强度分析；采用气相色谱仪进行含氮消毒副产物三氯乙酰胺的浓度分析。

5.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述S30包括以下步骤：

将所述S20中获取的三维荧光光谱数据，减去高纯水的三维荧光光谱数据，获得一次校正后的三维荧光光谱数据；

采用Delaunay三角剖分插值法，扣除一次校正后的三维荧光光谱数据的一阶瑞利散射效应和二阶瑞利散射效应，获得二次校正后的三维荧光光谱数据。

6.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述S30中，采用的平行因子分析模型的表达式为：

式中：x_ijk为成分数(i＝1，2，…I；j＝1，2，…，J；k＝1，2，…，K)；a_in、b_jn、c_kn分别代表大小为I×N、J×N和K×N具有清晰物理意义的成分矩阵A、B、C的元素，e_ijk为残差立方阵的组成元素。

7.一种基于紫外-三维荧光的三氯乙酰胺的监测系统，用于实施权利要求1-6任一项所述的监测方法，其特征在于，所述监测系统包括：

数据采集模块(10)，能够获取水样中溶解性有机物的三维荧光光谱数据、紫外光谱强度数据及含氮消毒副产物三氯乙酰胺浓度数据；

组分分析模块(20)，能够基于平行因子分析模型确定各分析水样中溶解性有机物组分；

特征荧光强度分析模块(30)，能够对所述数据采集模块(10)获取的三维荧光光谱数据进行校正，并基于校正后的三维荧光光谱数据获取对应的最大荧光强度数据作为特征荧光强度数据；

映射关系建立模块(40)，能够采用线性回归方法，建立所述特征荧光强度数据及所述紫外光谱强度数据与所述含氮消毒副产物三氯乙酰胺浓度数据的映射关系方程式；及

含量分析模块(50)，能够根据所述映射关系方程式，计算得出待监测污水中含氮消毒副产物三氯乙酰胺的含量。

8.根据权利要求7所述的监测系统，其特征在于，所述数据采集模块(10)包括紫外光谱强度数据采集单元(11)、三维荧光光谱数据采集单元(12)及含氮消毒副产物三氯乙酰胺浓度数据采集单元(13)。