[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

说明书

本发明公开了一种基于紫外‑三维荧光的三氯乙酰胺的监测方法及系统，包括：采集多个分析水样并预处理；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；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；对三维荧光光谱数据进行校正，并基于校正后的数据获取对应的最大荧光强度数据；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三氯乙酰胺浓度数据的映射关系方程式；获取待监测水样的特征荧光强度数据及紫外光谱强度数据，输入映射关系方程式中，从而得出待监测污水中三氯乙酰胺的含量。该监测方法及系统能够实现对污水中三氯乙酰胺进行快速定性定量分析。

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，尤其涉及一种基于紫外-三维荧光的三氯乙酰胺的监测方法及系统。

背景技术

城市生活污水是我国最主要的污水来源，且在城市生活污水中，溶解性有机物(dissoved organic matter,DOM)是污水污染物中最主要的存在形式，其含量影响整个污水处理工艺的选择和处理效果。溶解性有机物是一系列可以通过0.45μm滤膜的混合有机物质。最常见溶解性有机物为类腐殖质和类蛋白质荧光物质，其中，类腐殖质荧光物质由分子结构较复杂的腐殖质类物质产生，类蛋白质荧光物质由具有芳香结构的氨基酸如色氨酸、酪氨酸等产生。近年来，荧光光谱已成为分析溶解性有机物特征的重要手段。荧光光谱(excitation-emission matrix fluorescence spectra,EEM)技术是一类利用物质具有刚性平面结构或大共轭体系能发射荧光的特性进行定性和定量分析有机物的方法。荧光光谱技术包括直接/间接荧光测定、同步荧光扫描法、三维荧光光谱法(3D-EEM)、激光诱导荧光荧光光谱法等。其中三维荧光光谱技术具有高选择性、高灵敏度、样品量少、操作简单等优势，因而应用范围广、应用频率高、技术成熟、结果可靠，是溶解性有机物荧光光谱图检测的常用的技术。

我国《室外排水设计规范》(GB50014-2006)提出“无试验资料时，二级处理出水有效氯投加量可采用6-15mg/L”。污水消毒工艺受进水水质、水量、消毒前粪大肠菌群数、接触时间和水温等因素影响，在不同条件下所需消毒药剂投加量会有所差异。各地污水处理厂需定期检测粪大肠菌群数等指标，掌握粪大肠菌群数与药剂投加量、接触时间等因素之间的关系，根据本厂消毒单元进水水质、水量、水温、消毒药剂的实际有效氯含量以及接触时间等因素，合理确定投加量，在确保粪大肠菌群数达标的前提下，尽量降低出水余氯含量，在切实发挥城镇污水处理厂消毒工艺效能的同时，降低毒性更大的含氮消毒副产物三氯乙酰胺(TCAcAm)对环境的影响。因此急需一种快速监测污水中含氮消毒副产物三氯乙酰胺(TCAcAm)分析方法，对污水处理厂中消毒副产物的迁移转化进行实时监测。

目前，污水中溶解性有机物在特定波长的激发光照射下会发出特定波长的发射光，不同类型具有不同的位置，因此荧光光谱法可以用来表征水中溶解性有机物的组成。另外，水质中大部分有机物在紫外可见波段范围(100-800nm)具有吸收特性，紫外光谱法即根据被测物质分子对紫外光谱的吸收或反射性质来进行分析的一种方法。因此，光谱法作为污水处理中污染物分析技术，紫外-荧光光谱具有灵敏度高、不破坏样品结构等优点，如配有光纤探头光谱仪可实时在线获取数据，适用于污水水处理工艺过程控制在线监测。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于紫外-三维荧光的三氯乙酰胺的监测方法及系统，能够实现对污水中含氮消毒副产物三氯乙酰胺(TCAcAm)进行快速定性定量分析。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于紫外-三维荧光的三氯乙酰胺的监测方法，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；