
地表水作為重要的淡水資源載體,其水質狀況直接關系到飲用水安全、生態環境穩定及經濟社會可持續發展。化學需氧量(COD)作為表征地表水有機污染程度的核心指標,實現其高精度實時監測是開展水環境質量評估、污染溯源與應急管控的關鍵前提。紫外光譜 COD 傳感器基于朗伯-比爾定律,利用有機污染物對特定波長紫外光的特征吸收特性實現 COD 濃度快速檢測,具備無需試劑、響應迅速、運維成本低等顯著優勢,已成為地表水水質實時監測網絡的核心裝備。然而,地表水水質受季節變化、水文波動、沿岸污染源排放等多重因素影響,存在基質復雜、干擾組分多變、監測環境多樣等特點,傳感器的部署合理性與數據可靠性控制直接決定監測結果的科學性。本文結合地表水監測場景特性,系統剖析紫外光譜 COD 傳感器的部署要點,并從干擾修正、校準質控、數據驗證三方面構建數據可靠性保障體系,為地表水水質實時監測工作提供技術參考。

精準的干擾修正是提升數據可靠性的核心環節,需結合地表水干擾組分特性采用針對性技術方案。對于懸浮物與色度干擾,采用多波長協同檢測技術是主流解決方案:傳感器同時檢測 254 nm(有機污染物特征吸收波長)與 550 nm(懸浮物與色度參考吸收波長)的吸光度,通過差分吸收算法剝離懸浮物與色度對 COD 檢測的干擾——其核心邏輯是懸浮物與色度在紫外光與可見光波段均有吸收,而有機污染物在可見光波段吸收微弱,通過兩者吸光度差值可精準量化有機污染物的真實吸收信號。對于 DOM 干擾,需結合地表水 DOM 組分特性優化算法:地表水 DOM 主要包括腐殖質、富里酸等,不同組分在紫外波段的吸收特征存在差異,采用四波長檢測技術(新增 365 nm、420 nm 波長)可區分不同類型 DOM 的吸收貢獻,通過構建 DOM 組分動態補償模型,進一步修正其對 COD 檢測的影響。某水庫監測案例顯示,采用雙波長傳感器時,懸浮物濃度超過 100 NTU 時 COD 測量誤差超 15%,更換四波長傳感器并啟用 DOM 補償模型后,測量誤差穩定控制在 5%以內,數據一致性顯著提升。此外,通過光學設計優化可規避環境光干擾,采用寬禁帶半導體紫外光電探測器與遮光罩設計,有效屏蔽日光中紫外組分的侵入,確保露天監測場景下的檢測穩定性。
規范的校準與質控是保障傳感器長期穩定運行的關鍵,需建立定期校準與日常質控相結合的工作機制。校準工作分為實驗室校準與現場校準:實驗室校準每半年開展 1 次,將傳感器送至具備資質的實驗室,采用國家認可的 COD 標準溶液(濃度梯度為 0、10、20、50、100 mg/L)進行多點校準,繪制校準曲線并更新傳感器內置參數,確保校準結果符合相關標準要求(示值誤差≤±10%)。現場校準每月開展 1 次,針對地表水實際水質特性,采集監測點位水樣,采用重鉻酸鹽法(GB 11914-89)測定水樣 COD 真值,同時記錄傳感器同期檢測值,計算兩者偏差,若偏差超過 10%,立即進行現場校準修正。日常質控需關注傳感器運行狀態:每日遠程查看傳感器光窗清潔狀態、透光率數據及供電情況,發現異常及時處理;每周采集 1 次水樣進行實驗室比對,建立比對數據臺賬,跟蹤數據偏差變化趨勢,提前預判傳感器性能衰減情況。
多維度的數據驗證是監測數據可靠性的最終保障,需結合地表水水質特性與監測網絡數據開展綜合驗證。一是橫向驗證:同一監測斷面部署多臺同型號傳感器,同時開展并行監測,計算傳感器間數據的相對標準偏差(RSD),若 RSD 超過 5%,需排查傳感器安裝偏差、校準狀態等問題,確保單點位數據的穩定性。二是縱向驗證:結合地表水歷史監測數據,分析傳感器監測數據的變化趨勢,若出現異常波動(如無明顯污染源排放時 COD 濃度驟升),需結合水文數據、周邊污染源排查結果進行驗證,判斷是水質真實變化還是傳感器故障導致。三是標準方法驗證:每季度選取不同水質狀況(枯水期、豐水期、污染期)的水樣,采用重鉻酸鹽法(國標方法)與傳感器檢測法進行同步比對,累計比對樣本數不少于 30 組,通過相關性分析(相關系數 R2≥0.95)與偏差分析(相對偏差≤±10%)驗證傳感器數據的準確性,比對結果不符合要求時,需全面排查干擾修正、校準等環節,直至數據達標。
產品延伸
智感環境便攜式熒光溶氧儀依托優化的熒光猝滅核心技術,搭載自主研發的非消耗性高性能熒光膜片,通過檢測氧分子導致的熒光信號相位差來反推溶解氧濃度,無需電解液且無需頻繁校準,從根源解決了傳統電極法耗氧、易污染等痛點,其響應速度快(T90≤40s),在 0 - 20mg/L 量程內測量精度達 ±0.1mg/L,還內置高精度傳感器可實現溫度甚至鹽度的自動補償,能在 - 20℃~50℃等寬溫及高鹽、強酸堿等復雜工況下穩定工作。該儀器兼具工業級固定安裝與輕量化手持便攜等款式,不僅具備防腐密封、抗污染的工業級設計,適配化工、制藥、水處理等行業的固定監測需求,也有重量≤500g、IP68 及以上防水等級、長續航等便攜特性,適配水產養殖巡檢、野外應急監測等場景,同時支持數據實時上傳與多設備組網管理,廣泛助力各領域實現溶氧精準監測與工藝優化,大幅降低運維成本。