Análise de qualidade da água com espectrômetro UV-VIS Brolight

O princípio da análise espectroscópica da qualidade da água é medir os dados espectrais de amostras de água dentro da faixa de comprimento de onda de luz ultravioleta para luz visível e analisar as características espectrais de absorção com base em modelos de algoritmos precisos. Ele pode medir simultaneamente vários parâmetros de qualidade da água, como TOC, COD, NO3-N, NO2-N, cor e turbidez, etc.

O princípio da análise espectroscópica da qualidade da água é medir os dados espectrais da amostra de água dentro da faixa de comprimento de onda de luz ultravioleta para luz visível. Com base em modelos de algoritmos precisos, as características espectrais de absorção são analisadas e vários parâmetros de qualidade da água, como TOC, COD, NO3-N, NO2-N, cor e turbidez, podem ser medidos simultaneamente. A essência do seu princípio de implementação reside no fato de que diferentes fatores componentes têm diferentes características de absorção em diferentes bandas de comprimento de onda. Por exemplo, a absorção de nitrogênio nitrato e nitrogênio nitrito ocorre principalmente abaixo de 250 nm, enquanto a demanda química de oxigênio e matéria orgânica ocorrem principalmente na faixa de comprimento de onda ultravioleta abaixo de 400 nm. Cor e turbidez são medidas na região de luz visível. Como mostrado na figura a seguir.

Figura 1 Características de absorção espectral de diferentes componentes poluentes

A composição do sistema de medição e análise da qualidade espectral da água comumente usado é mostrada na figura a seguir. O feixe de luz de banda larga é primeiro convertido em luz paralela pela lente colimante, passa pela amostra de água na célula de amostra e, em seguida, é focado pela lente de foco e mesclado no espectrômetro. A luz ultravioleta-visível é dispersa em feixes de comprimento de onda único, que são irradiados no detector para completar a conversão de sinais ópticos. Combinado com a calibração do algoritmo e outras operações, a medição dos componentes da qualidade da água é alcançada. Este sistema é adequado para medição multifator. Para medição de fator único, o espectrômetro pode ser substituído por um fotodetector, e a medição do sinal de intensidade de luz em um comprimento de onda fixo pode ser alcançada.

Figura 2 Diagrama esquemático do sistema espectrométrico de medição da qualidade da água

A medição dos sinais espectrais é, na verdade, a medição da absorbância. O sinal de luz que passa pela amostra de água está relacionado à concentração de substâncias nela de acordo com a equação da lei Lambert-Beer:

Absorvância A = log (Io/I) = K * C * OPL

Combinando tecnologia de espectroscopia molecular e algoritmos quimiométricos, a partir dos sinais espectrais obtidos durante a amostragem, as informações de concentração dos indicadores de poluição podem ser derivadas de forma precisa e abrangente. O software de computador de nível superior Brolight pode suportar modelagem básica de concentração de fator único. Para análise de múltiplos fatores, os clientes precisam conduzir o desenvolvimento secundário com base nos dados espectrais.

Figura 3 Curvas de absorção de diferentes concentrações de KMnO4 e cálculo da concentração

As fontes de luz no sistema podem ser a fonte de lâmpada de deutério-tungstênio BIM-6213 ou a SIM-6205 fonte de lâmpada de xenônio piscando. O primeiro fornece um espectro ultravioleta-visível estável e pode ser usado em instrumentos de detecção de qualidade de água de laboratório, enquanto o último oferece espectros pulsados ultravioleta-visíveis e é mais adequado para integração em pequenos instrumentos portáteis. O espectrômetro pode escolher o espectrômetro em miniatura BIM-6002A convencional. Se ele precisar ser integrado a um instrumento do tipo sonda, o MINI-espectrômetro BIM-6511 pode ser selecionado.

Figura 4 Diagrama esquemático do sistema de medição da qualidade da água do tipo sonda

Análise de qualidade da água espectrofotométrica tem as vantagens de respo rápidoNse, sem necessidade de reagentes, sem poluição secundária, baixo custo de manutenção e a capacidade de medir vários fatores. É altamente adequado para cenários de detecção online, como monitoramento rápido online de água da chuva e dutos de esgoto e saídas de rios e lagos.