基地臭氧氧化化學發(fā)光新體系的海水化學需氧量(COD)現(xiàn)場測量儀研制.pdf

1、海水化學需氧量(COD)是表征海水中有機污染物的綜合指標，是海洋水質常規(guī)監(jiān)測最重要的項目之一。海水COD數(shù)據(jù)是海洋污染評估和海洋水質污染災害預報、預警的基礎，加強其成因機制以及監(jiān)測技術水平，對于全面了解和掌握多介質海洋生態(tài)環(huán)境的綜合質量狀況及其變化規(guī)律，以緩解海洋經濟發(fā)展與海洋生態(tài)環(huán)境污染之間的矛盾尤為重要。
　　 目前海水COD的測量還是以實驗室為主，采用國家標準規(guī)定的海水COD測量方法-堿性高錳酸鉀法，該方法分析過程繁雜，持

2、續(xù)時間長，時效性差。另外，我國海洋有機物污染具有相當大的復雜性，一方面污染物質進入海洋以后，在海水中進行復雜的物理、化學和生物過程，通過這三種過程的作用，污染物質在海水中被稀釋、吸收、沉降或轉化；另一方面污染物質受本身的性質和濃度影響外，還與海岸地形、水文條件、水中微生物的種類和數(shù)量、海水溫度和含氧狀況等環(huán)境條件密切相關，因此污染有機物的形態(tài)和濃度受時空影響大，這決定了目前海水COD測定方法不能有效的反映海洋現(xiàn)場真實狀況，無法勝任現(xiàn)場的

3、COD跟蹤，更不適用于大范圍內的COD實時調查，測量結果的時效性和代表性不能滿足我國海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與保護的需要。防災減災的關鍵是對災害性海況進行準確的預報，卓有成效的預報需要及時準確的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，因此高質量數(shù)據(jù)的獲取必須依靠現(xiàn)場、實時測量儀，研制開發(fā)海水COD現(xiàn)場測量儀勢在必行。
　　 研制現(xiàn)場、實時、快速海水COD測量儀一方面可以幫助廣大海洋科學工作者研究海洋COD細微變化程度，了解海洋COD形成和去除機制及與其他海洋生態(tài)要素

4、之間的函數(shù)關系，為海洋污染評價以及生態(tài)環(huán)境研究提供重要資料；另一方面能夠有效降低海洋調查、海洋監(jiān)測人員的勞動強度，提高我國對突發(fā)海洋污染事件的反應能力。
　　 針對目前海水COD測量方法現(xiàn)狀，本論文研制了一種具有現(xiàn)場、實時、快速工作特性的海水COD現(xiàn)場測量儀，并將之應用到了現(xiàn)場COD的測量。主要結論如下：
　　 (1)研制成功了海水COD現(xiàn)場測量儀，該儀器基于臭氧氧化化學發(fā)光原理，應用化學發(fā)光動力學方法進行海水COD現(xiàn)場

5、測量，儀器具有不產生二次污染，分析響應速度快，可在海洋環(huán)境中長期工作，適合于船載、海洋臺站、海洋石油平臺等場合使用。在布點方式上可采用定點或走航方式對沿海海洋經濟帶進行現(xiàn)場、實時、連續(xù)的測量。該測量儀的研制成功不僅避免了現(xiàn)場采樣和實驗室分析的繁雜過程，同時也滿足了海洋水質污染要素監(jiān)測的特別需要，能真正反映出海洋現(xiàn)場復雜多變的現(xiàn)狀，增強了我國海洋生態(tài)環(huán)境中COD監(jiān)測技術水平，同時也提高了現(xiàn)場監(jiān)測能力和監(jiān)測速度。
　　 (2)本儀器

6、用VC++高級語言編寫了上位機處理軟件，包括信號采集以及信號優(yōu)化處理、分析測量運算、實時監(jiān)測曲線顯示以及人機對話等各種處理程序。儀器能夠實現(xiàn)自動控制、實時分析計算、實時監(jiān)測曲線顯示、數(shù)據(jù)自動存儲以及數(shù)據(jù)圖譜回放等各項功能?？梢愿鶕?jù)實際要求設定各種測量模式，上位機軟件協(xié)調控制整個儀器各執(zhí)行部分的動作順序，在程序指令控制下自動完成測試工作。通過實驗室性能測試以及現(xiàn)場實驗，上位機軟件運行穩(wěn)定，各項功能執(zhí)行良好。
　　 (3)通過對所研

7、制的儀器進行系統(tǒng)測試和實驗分析，首先確定了工作曲線，y=0.033x+0.0503 R2=0.9955，數(shù)據(jù)表明，工作曲線線性度滿足儀器測量要求。在此基礎上進行了儀器測量準確度、精密度、檢出限試驗，通過試驗分析，儀器準確度，在海水樣品COD值小于1.0mg/L時，±0.1mg/L，在海水樣品COD值大于等于1.0mg/L時，±10％；精密度為10％，檢出限為0.08mg/L，低于GB17378.4中堿性高錳酸鉀法的檢出限(0.15mg/

8、L)。海水COD是個條件參數(shù)，而儀器采用的原理與國標法有一定的差別，因此又進行了儀器回收率以及線性關系實驗，通過添加標準品試驗，回收率范圍在90％-120％之間，通過現(xiàn)場水樣等比例稀釋測量，儀器具有很好的線性關系。因此儀器完全滿足現(xiàn)場、實時快速分析的要求，數(shù)據(jù)與國標法具有非常好的線性關系。
　　 (4)通過在青島膠州灣兩次海試，儀器運行平穩(wěn)，系統(tǒng)工作正常，儀器測量數(shù)據(jù)與國標法-堿性高錳酸鉀法誤差處于所研制儀器的正常誤差范圍內，儀