Arbeidsprinsipp for overvåking av vannkvalitet

Arbeidsprinsippet for overvåkning av vannkvalitet er hovedsakelig basert på fysiske, kjemiske og biologiske senseringsteknologier, og evaluerer vannkvalitet ved å oppdage spesifikke parametere i vannprøver. Følgende er flere vanlige arbeidsprinsipper:

‌Elektrokjemisk metode‌: Egnet for påvisning av parametere som pH, oppløst oksygen, konduktivitet og tungmetaller. Elektrokjemiske sensorer kontakter vannprøver gjennom elektroder og måler endringer i elektriske signaler for å utlede vannkvalitetsparametere. For eksempel bruker pH -deteksjon en glasselektrode for å måle potensialforskjellen generert ved hydrogenionkonsentrasjon; Oppløst oksygendeteksjon bruker en Clark -elektrode, oksygen passerer gjennom filmen og reagerer med elektroden for å generere strøm, og strømintensiteten er proporsjonal med den oppløste oksygenkonsentrasjonen; Konduktivitetsdeteksjon måler motstanden mellom de to elektrodene for å utlede konduktiviteten til vann, noe som reflekterer den totale mengden ioner i vannet; Tungmetalldeteksjon bruker voltammetri, berikende metallioner gjennom elektrolyse og måler deres oksidasjonsstrøm.

‌Optisk metode‌: Egnet for påvisning av parametere som turbiditet, kromatisitet, kjemisk oksygenbehov (COD) og ammoniakknitrogen. Interaksjonen mellom lys- og vannprøver (absorpsjon, spredning, fluorescens) brukes til å bestemme konsentrasjonen av miljøgifter. For eksempel bruker turbiditetsdeteksjon 90 graders spredt lysmetode for å måle spredningsintensiteten av lys med suspenderte partikler i vann; COD-deteksjon bruker UV-synlig spektrofotometri, og absorbansen ved en spesifikk bølgelengde måles etter at vannprøven reagerer med en oksidant; Fluorescensmetoden brukes til å oppdage visse organiske stoffer (for eksempel petroleumsforurensninger), og intensiteten er relatert til konsentrasjon.

‌Biosensor Method‌: Gjelder parametere som toksisitet og mikrobiell deteksjon. Bruk den spesifikke responsen til biologiske molekyler (enzymer, antistoffer, DNA) eller levende organismer (for eksempel lysende bakterier) til forurensninger. For eksempel bruker BOD -deteksjon oksygen gjennom nedbrytning av organisk materiale av mikroorganismer og måler endringer i oksygeninnholdet; Toksisitetsdeteksjon bruker lysende bakterier (som Vibrio Fischeri), og miljøgifter hemmer deres luminescensintensitet; Escherichia colideteksjon bruker enzymsubstratmetode eller PCR -teknologi.

‌Kromatografi\/massespektrometri‌: Gjelder på deteksjon av parametere som organiske miljøgifter og plantevernmiddelrester. High-end laboratorieutstyr for nøyaktig analyse av komplekse miljøgifter. For eksempel brukes gasskromatografi for å skille flyktige organiske forbindelser, væskekromatografi brukes til å oppdage ikke-flyktige miljøgifter, og massespektrometri identifiserer forurensende typer gjennom masseladningsforholdet mellom molekylære fragmenter.

‌Sensor Fusion Technology‌: Moderne vannkvalitetsmonitorer kombinerer ofte flere sensorer og overfører data i sanntid gjennom tingenes internett (IoT). For eksempel måler multiparameter vannkvalitetsovervåkningsstasjoner samtidig parametere som pH, DO, turbiditet, temperatur og redokspotensial, og bruker Big Data-analyse for å forutsi vannkvalitet‌.