[发明专利]一种测定水体中化学需氧量的方法

说明书

本发明公开一种测定水体中化学需氧量的方法，涉及化学需氧量测定技术领域，包括以下步骤：(1)收集有机污染水体，去除杂质和悬浮物后，作为校正集；(2)光谱采集；(3)采用化学法测定每份校正集的化学需氧量；(4)紫外可见‑近红外光谱的融合和预处理；(5)构建基于紫外可见‑近红外数据融合的化学需氧量的检测模型；(6)利用构建的模型对未知水样的化学需氧量进行预测。本发明的有益效果在于：本发明检测过程相比传统化学法客观、快速，不消耗试剂，检测所需要的样品处理少，检测过程快速、环保；相比单独使用紫外可见光谱法或近红外光谱法具有更高的准确性。

技术领域

本发明涉及化学需氧量测定技术领域，具体涉及一种测定水体中化学需氧量的方法。

背景技术

化学需氧量指水体中能被氧化的物质在特定条件下进行化学氧化所能消耗的氧化剂量，是衡量水体中有机污染程度的关键指标，其传统检测方法为湿化学法(重铬酸盐法、高锰酸钾指数法等)，这些化学法的检测效率低、时间长、消耗试剂且污染环境，给水体有机污染的快速评价和连续实时监测带来困难。因此需要开发新的快速、环保新技术以实现更快速、实时的水体化学需氧量监测。

如公开号为CN 101907565 A的专利申请公开一种同时测定废水中化学需氧量和生化需氧量的光谱分析方法，该专利申请记载用标准方法测定废水的化学需氧量，然后采集近红外光谱数据，但是该方法的准确度需要进一步提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题提供一种基于紫外-可见光谱和近红外光谱数据融合的检测方法，实现水体化学需氧量的准确检测。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种测定水体中化学需氧量的方法，包括以下步骤：

(1)收集有机污染水体，去除杂质和悬浮物后，作为校正集；

(2)光谱采集：采用漫透射方式采集每份校正集的近红外光谱，光谱的采集范围不小于850nm至1726nm；采集每份校正集的紫外-可见光谱，光谱的采集范围不小于230nm至800nm；

(3)采用化学法测定每份校正集的化学需氧量；

(4)紫外可见-近红外光谱的融合和预处理：分别对每份校正集的紫外可见光谱截取范围在230-325nm、387-419nm的片段，对每份校正集的近红外光谱截取范围在851.7-930.6nm、1024.7-1141.1nm、1473.1-1726.1nm的片段，将这些片段按照波长由低到高的顺序首尾拼接，之后使用一阶导数17点平滑进行预处理，处理后的光谱作为水样的紫外可见-近红外融合光谱；

(5)构建基于紫外可见-近红外数据融合的化学需氧量的检测模型：利用偏最小二乘法，对水样校正集的紫外可见-近红外融合光谱和对应的化学需氧量湿化学测定值进行处理，构建二者间的关系模型，所构建的偏最小二乘回归模型的潜变量个数为3；

(6)利用构建的模型对未知水样的化学需氧量进行预测。

有益效果：紫外-可见光谱和近红外光谱是两类分子光谱技术，根据有机分子在紫外-可见、近红外范围的不同吸收特征实现快速定量分析，已有分别利用两种技术检测水体中化学需氧量的报道。由于紫外-可见光谱和近红外光谱均具有快速、环保、无损的优点，本发明能够利用两种技术的互补优势，通过采集校正集的紫外可见光谱、近红外光谱、分别筛选特征波段、首尾拼接并采用合适预处理算法处理光谱，获得样品的紫外可见-近红外融合光谱，在检测未知样品时，通过采集待测样的紫外可见、近红外光谱，用相同处理计算融合光谱，并调用相应融合模型实现待测样的化学需氧量预测。

本发明检测过程相比传统化学法客观、快速，不消耗试剂，检测所需要的样品处理少，检测过程快速、环保；相比单独使用紫外可见光谱法或近红外光谱法具有更高的准确性和检测精度。