一种吸收光谱法表征景观水体表观污染的方法技术

本发明专利技术公开了一种吸收光谱法表征景观水体表观污染的方法，本方法用滤膜抽滤去除非溶解性污染物后，然后采用紫外-可见分光光度计对景观水体吸收光谱曲线进行扫描，通过抽滤前后水样在可见光区吸收光谱曲线面积差值表征不同表观污染程度的水样。本发明专利技术既能准确、客观地对水体表观污染程度做出评价，为城市水体水质修复和示范工程的效果提供有利依据，也可用于记载水体表观的变化过程，对于将来城市的规划管理和黑臭及蓝藻等极端现象的预警研究具有重要的价值。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，本方法用滤膜抽滤去除非溶解性污染物后，然后采用紫外-可见分光光度计对景观水体吸收光谱曲线进行扫描，通过抽滤前后水样在可见光区吸收光谱曲线面积差值表征不同表观污染程度的水样。本专利技术既能准确、客观地对水体表观污染程度做出评价，为城市水体水质修复和示范工程的效果提供有利依据，也可用于记载水体表观的变化过程，对于将来城市的规划管理和黑臭及蓝藻等极端现象的预警研究具有重要的价值。【专利说明】
本专利技术涉及。
技术介绍
随着我国工业化和城市化步伐的加快，城市景观水体污染现状日益严峻。近年来不断爆发蓝藻事件、黑臭现象等，水体的功能和作用逐渐转化为景观用途，良好的感官是作为景观用途的城市水体的基本要求。所谓表观污染即污染物进入水体后引起人们感官不悦的现象，如水体呈现异样的颜色，如土黄色、褐色、黑色等；水体浑浊程度增加、透明度下降坐寸。我国针对景观水体的水质标准目前仅有《城市污水再生利用——景观环境用水水质(GB/T 18921-2002)》和《地表水环境质量标准(GB 3838-2002)》，只能用于判别水体是否达到景观用水的标准，并不能对水体的表观污染程度进行区分，尤其是对于污染状况较为严峻，长期处于IV类、V类水的景观水体，现存标准无法直接评判水体表观现状和各种修复治理后的优化效果。目前城市景观水体表观污染评价主要采用水质评价法，常用的有污染指数法、多元分析法、模糊数学评价法、水质标识指数法等。该类方法均是通过物理化学指标对水体进行水质等级的评判，对于长期处于V类和IV类水的景观水体的区分度较差，不能够单独、全面、准确地对水体表观进行评价。近年来对于表观污染的研究主要集中在色度、浊度的测量和黑臭现象的研究，对于水体总体感官的研究甚少。保金花研究出一种基于水质指标的评价方法，其评价结果能够反映水体的感官性状，但是操作较为繁琐，而且有一定的局限性。李鹏章等基于紫外-可见分光光度计对城市景观水体表观污染进行了相应的表征研究，其采用190-1100nm范围内抽滤前后水样面积对水体表观污染程度进行定性分析，结果表明总面积随水体表观恶化而逐渐变大，水体的感官等级可以由曲线间隔面积得以区分，但是面积重合率较大。因此，本专利技术提出一种全新的针对城市景观水体表观污染的表征方法。该方法即可用于表征城市水体复合污染的变化进程，进而诠释表观污染发生的宏观机制和演化过程；又可以用于评估城市水体改善和修复工程后的实施效果。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供，其用于记载景观水体表观污染变化过程，同时可用于评估水体修复和改善工程后的效果。为了解决现有技术中的这些问题，本专利技术提供的技术方案是:，包括如下步骤:(1)现场取样并记录水体颜色；采用紫外-可见分光光度计扫描原水样的吸收光谱曲线，再计算可见光区扫描曲线面积；(2)通过滤膜将水样过滤，采用紫外-可见分光光度计扫描抽滤后水样的吸收光谱曲线，再计算可见光区扫描曲线面积；(3)采用色系修正系数和浊度修正系数对可见光区扫描曲线面积进行修正，优化扫描曲线面积与表观污染程度的响应关系；(4)根据水体表观污染差异和SPI值确定表观污染分级标准，即可对水体表观污染进行表征及评价。基于对城市水体表观污染的基本认识，非溶解性污染物是造成城市水体表观污染的主要因素，且随着非溶解性污染物浓度增加表观污染的程度加重。根据吸光度加和性，在波长λ处，溶液总吸光度等于各组分吸光度之和，故原水吸收光谱曲线可以反映水体中所有物质的吸光特性。经过0.22 μ m滤膜抽滤后水样扫描曲线仅反映溶解性污染物的吸光特性。因此通过水样抽滤前后扫描曲线的面积差值可以反映水样中各种悬浮、胶体等非溶解性物质对不同波长光的吸光特性，进而根据该部分物质的浓度表征水体表观污染状况作为优化，所述滤膜为0.22 μ m的混合纤维滤膜。进一步，可见光区扫描曲线面积采用微分法计算，将整个可见光波长段视为若干个微元dx，每个积分区间近似为矩形，其中宽为dx，长为AAi，则所有矩形的面积总和即为所求间隔面积，即-如。其中，可见光波长段为38(T780nm。作为优化，所采用的紫外-可见分光光度计采用10cm的比色皿。相对于现有技术中的方案，本专利技术的优点是:1.本专利技术所描述，针对城市景观水体表观污染评价标准及方法不足的现状，提出了采用吸收光谱扫描曲线面积对水体表观污染程度进行表征和评价的方法；通过测量水的自身特征，以能适应表达主观感受的层级和数值指标来表达水体的表观污染程度。2.本专利技术的方法既能准确、客观地对水体表观污染程度做出评价，为城市水体水质修复和示范工程的效果提供有利依据，也可用于记载水体表观的变化过程，对于将来城市的规划管理和黑臭及蓝藻等极端现象的预警研究具有重要的价值。【专利附图】【附图说明】下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述:图1为本专利技术实施例一中原水样的吸收光谱曲线；图2为本专利技术实施例一中可见光区扫描曲线面积及计算方法示意图；图3为本专利技术实施例一中经过颜色系数修正后的扫描曲线面积与表观污染等级关系图；图4为本专利技术实施例一中表观污染指数方程及分级标准的关系示意图；图5为本专利技术实施例一中表观污染分级判定标准对照表；图6为本专利技术实施例一中不同色系的色系修正系数和浊度修正系数对照表。【具体实施方式】以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本专利技术而不限于限制本专利技术的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。实施例一:本实施例所描述的，用滤膜抽滤去除非溶解性污染物后，然后采用紫外-可见分光光度计对景观水体吸收光谱曲线进行扫描，通过抽滤前后水样在可见光区吸收光谱曲线面积差值表征不同表观污染程度的水样，具体包括以下步骤:步骤一:现场取样并记录水体颜色；根据水体颜色及浑浊程度对水体表观污染程度进行划分，共分为优秀、良好、一般、较差、差五个等级，其中水体颜色主要分为正常的绿色、黄绿色、深绿色、黄色；受到污染后呈现的棕绿色、灰绿色、鲜绿色和乳白色及严重污染后呈现的褐色、灰黑色、灰白色、黑色等颜色，浑浊程度主要分为清澈、微浑浊、浑浊和重浑浊四级。具体划分标准如图5所示。步骤二:通过0.22 μ m混合纤维滤膜将水样过滤，采用紫外-可见分光光度计(10cm比色皿)扫描原水及抽滤后水样吸收光谱曲线，并根据图2计算可见光区扫描曲线面积；根据吸光度加和性，在波长λ处，溶液总吸光度等于各组分吸光度之和，故原水样吸收光谱曲线(以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，如图1)可以反映水体中所有物质的吸光特性。经过0.22 μ m滤膜抽滤后水样扫描曲线仅反映溶解性污染物的吸光特性。因此通过水样抽滤前后扫描曲线的面积差值可以反映水样中各种悬浮、胶体等非溶解性物质对不同波长光的吸光特性，进而根据该部分物质的浓度表征水体表观污染状况，扫描曲线面积示意如图2，其中基准液即为抽滤后水样。扫描曲线面积采用微分法计算，将整个可见光波长段视为若干个微元dx，每个积分区间近似为矩形，其中宽为dx，长为AAi，则所有矩形的面积总和即为所求间隔面积，SP1.1Ai dr,且面积单位为nm。为了计算方便,实验中dx选择为5nm, Δ Ai为原水相邻波长吸光度的平均值与基准液相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸收光谱法表征景观水体表观污染的方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 现场取样并记录水体颜色；采用紫外‑可见分光光度计扫描原水样的吸收光谱曲线，再计算可见光区扫描曲线面积； (2) 通过滤膜将水样过滤，采用紫外‑可见分光光度计扫描抽滤后水样的吸收光谱曲线，再计算可见光区扫描曲线面积； (3) 采用色系修正系数和浊度修正系数对可见光区扫描曲线面积进行修正，优化扫描曲线面积与表观污染程度的响应关系； (4) 根据水体表观污染差异和SPI值确定表观污染分级标准，对水体表观污染进行表征及评价。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘杨，黄勇，陈鸣，申杰，
申请(专利权)人：苏州科技学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32