光譜、電化學與色譜法:主流水污染物檢測技術的原理與優劣對比
點擊次數:98 更新時間:2025-11-24
光譜、電化學與色譜法是當前水污染物檢測領域的三大主流技術,其原理與優劣可從以下角度對比分析:
光譜法基于物質與電磁波的相互作用,通過測量吸收、發射或散射光譜實現檢測。例如紫外-可見光譜法利用有機物在特定波段的吸收峰進行定量分析,熒光光譜法則通過激發態分子發射的熒光強度推算污染物濃度。其優勢在于無需化學試劑、無二次污染,可實現多參數實時監測,且設備維護成本低。但單一光譜法易受基體效應干擾,如水體中硝酸鹽、有機物可能掩蓋目標信號,導致模型泛化能力不足,需結合化學計量學算法提升精度。
電化學法依托電極表面發生的氧化還原反應,通過電流或電壓變化反映污染物濃度。以COD檢測為例,有機物在電極上被氧化時產生的電流與含量成正比,具有靈敏度高、響應速度快(秒級)的特點,且支持在線連續監測。然而,電極易受水質影響,如pH值、金屬離子可能干擾反應,需定期校準;長期使用后電極表面易污染,維護成本較高,且難以同時檢測多參數。
色譜法通過固定相與流動相的分配差異實現物質分離,結合檢測器完成定量分析。氣相色譜法擅長檢測揮發性有機物,液相色譜法則適用于分子量大、熱穩定性差的污染物(如農藥、酚類)。其分離效率高、檢測靈敏度可達納克級,但設備復雜、成本高昂,且需專業人員操作,通常需與質譜聯用以提升定性能力。
綜合對比:光譜法適合快速篩查與實時監測,但精度受限于模型;電化學法在靈敏度與響應速度上占優,但穩定性與多參數檢測能力不足;色譜法精度與分離能力突出,但成本與操作門檻較高。實際應用中,常根據場景需求組合使用,如光譜法用于在線預警,色譜法用于實驗室確證,以兼顧效率與準確性。




