[发明专利]一种高浓度溶液中污染物实时原态无损监测方法

权利要求书

1.一种高浓度溶液中污染物实时原态无损监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)利用分光测色法获取多组分、多价态、跨量级浓度差溶液(浓度范围为0-2mol/L)的色空间CIELUV、CIELab，以及光谱反射比曲线、光谱透射比曲线和分光比色法波长；

2)利用数据库贮存的数据对所述步骤1)获取的分光比色法波长等信息进行精确测定，利用紫外-可见吸收光谱法测定溶液中各污染物叠加吸收峰的吸光度；

3)建立各污染物浓度与其叠加吸收峰吸光度之间的非线性响应关系和线性化方程组；

ε_uvijkl—正实数，方程组系数；

b_ijk—正实数，光程数值，方程组系数；

A_uv—正实数，各叠加峰吸光度数值，方程组常数；

α_k—正实数，采用不同b_ijk的调整系数；

X_ijk—正实数，各物质浓度，方程组变量。

4)求解上述方程组并获取任一时刻溶液中各物质的浓度。

2.根据权利要求1所述的一种高浓度溶液中污染物实时原态无损监测方法，其特征在于，所述数据库存储的信息包括：照射溶液中各物质各吸收峰的单色光编码，每个吸收峰对应的最大波长；各物质的编码及其所对应的最大波长水平、光程水平和近似直线编码；与这些编码对应的溶液中各物质浓度、各线性方程的系数、测定该浓度的光程大小，及该物质该浓度的吸光度；所述物质包括锰、锌、铅、硫酸根和砷。

3.根据权利要求1所述的一种高浓度溶液中污染物实时原态无损监测方法，其特征在于，由分光测色法测得的色空间CIELUV、色空间CIELab、光谱反射比曲线、光谱透射比曲线和分光比色法波长，预判溶液中各物质所有叠加吸收峰位置和最大吸收波长，根据数据库提供的信息，利用紫外-可见吸收光谱法精确确定溶液中各物质所有叠加峰的位置、最大吸收波长和吸光度，这些吸光度构成方程组中各方程的右端常数项。

4.根据权利要求1所述的一种高浓度溶液中污染物实时原态无损监测方法，其特征在于，规律性地间隔10-20秒选取不同时刻溶液中不同物质的浓度由求解方程组获得，方程组的生成及叠代算法主要步骤为：

1)根据数据库信息和初始时刻仪器读得的吸光度生成初始方程组；

2)由仪器读取下一时刻，照射溶液中各物质各吸收峰的单色光编码，该时刻各叠加吸收峰的吸光度；根据数据库的信息调整该时刻各方程的系数，生成该时刻的方程组；

α₂ε₁₃₁₃₂₁b₁₃₂X₁₃₂+α₂ε₁₃₂₃₂₃b₂₃₂X₂₃₂+α₁ε₁₃₃₃₁₂b₃₃₁X₃₃₁+α₁ε₁₃₄₁₁₃b₄₁₁X₄₁₁＝A₁₃

α₂ε₂₃₁₃₂₃b₁₃₂X₁₃₂+α₂ε₂₃₂₃₂₃b₂₃₂X₂₃₂+α₁ε₂₃₃₃₁₁b₃₃₁X₃₃₁+α₁ε₂₃₄₁₁₁b₄₁₁X₄₁₁＝A₂₃

α₂ε₃₃₁₃₂₂b₁₃₂X₁₃₂+α₂ε₃₃₂₃₂₃b₂₃₂X₂₃₂+α₁ε₃₃₃₃₁₁b₃₃₁X₃₃₁+α₁ε₃₃₄₁₁₁b₄₁₁X₄₁₁＝A₃₃

α₂ε₄₁₁₃₂₂b₁₃₂X₁₃₂+α₂ε₄₁₂₃₂₃b₂₃₂X₂₃₂+α₁ε₄₁₃₃₁₁b₃₃₁X₃₃₁+α_lε₄₁₄₁₁₁b₄₁₁X₄₁₁＝A₄₁

3)求解步骤2)生成的方程组，获得相应时刻各物质浓度；

4)继续新的下一时刻的计算，或停止计算。

5.根据权利要求1所述的一种高浓度溶液中污染物实时原态无损监测方法，其特征在于，所述方法普适于多组分、多价态、跨量级浓度的复杂液体中污染组分定量分析，不需任何物理和化学预处理，不添加任何化学药剂，测得任一时刻真实价态的污染物中元素离子浓度，不消耗任何样品溶液，实现秒级读取，测量目标污染物的最高浓度达到1～2mol/L，测量误差率±5％以内。