不同(tong)水(shui)質環(huan)境(jing)中(zhong)UV法COD傳感(gan)器的檢(jian)測(ce)穩(wen)定性評估

UV法(fa)COD傳感(gan)器的檢(jian)測(ce)穩(wen)定性核(he)心(xin)取(qu)決於紫外光(guang)吸(xi)收(shou)信(xin)號的精準(zhun)捕(bu)捉(zhuo)，而(er)水質環(huan)境(jing)中(zhong)的幹(gan)擾組(zu)分通過(guo)“物理遮(zhe)蔽(bi)"“光(guang)譜(pu)疊(die)加"兩種路徑(jing)影(ying)響(xiang)檢(jian)測(ce)結(jie)果(guo)：懸(xuan)浮(fu)物與(yu)色(se)度(du)會(hui)遮(zhe)蔽(bi)檢(jian)測(ce)光(guang)路，削弱紫外光(guang)強度(du)，造(zao)成(cheng)COD檢(jian)測(ce)值虛(xu)高(gao)；DOM中(zhong)腐殖質、富(fu)裏(li)酸(suan)等組(zu)分在紫外波(bo)段的吸(xi)收(shou)峰(feng)與(yu)有(you)機汙染物重疊(die)，形(xing)成(cheng)光(guang)譜(pu)幹(gan)擾，導(dao)致(zhi)目標(biao)信(xin)號(hao)難(nan)以精(jing)準(zhun)剝離(li)。此(ci)外，水(shui)體(ti)pH值異常、高溫或(huo)低(di)溫環(huan)境(jing)會(hui)加速傳感(gan)器光(guang)學組(zu)件(jian)老(lao)化(hua)，間(jian)接(jie)降低(di)長(chang)期(qi)運行穩定(ding)性。基(ji)於此(ci)，穩(wen)定(ding)性驗(yan)證需圍繞(rao)“幹(gan)擾組(zu)分濃度(du)"“水(shui)質理化(hua)參(can)數"“環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)"三(san)大(da)核(he)心維(wei)度(du)設計試驗，采用“單壹變量+多(duo)參數耦合"的驗證思(si)路，以檢(jian)測(ce)誤差（與(yu)國(guo)標(biao)重(zhong)鉻酸(suan)鹽法(fa)比對）、相(xiang)對標(biao)準(zhun)偏(pian)差（RSD）為核心評價指(zhi)標(biao)——當(dang)檢(jian)測(ce)誤差≤±10%且(qie)RSD≤5%時(shi)，判(pan)定(ding)傳感(gan)器處(chu)於穩(wen)定(ding)檢(jian)測(ce)狀(zhuang)態；超(chao)出此(ci)範(fan)圍(wei)則(ze)視為突破適用邊界(jie)。

地(di)表(biao)水作(zuo)為UV法COD傳感(gan)器的主流(liu)應(ying)用場景(jing)，其水(shui)質相(xiang)對溫和(he)，但仍(reng)存在(zai)季(ji)節(jie)性幹(gan)擾組(zu)分波(bo)動(dong)特征(zheng)，需重點(dian)驗(yan)證懸(xuan)浮(fu)物、色度(du)及(ji)DOM對檢(jian)測(ce)穩(wen)定性的影(ying)響(xiang)。選取(qu)我國(guo)南方(fang)湖(hu)泊(bo)、北(bei)方(fang)河流(liu)、飲(yin)用(yong)水(shui)源(yuan)地(di)等(deng)典(dian)型地(di)表(biao)水樣本，構(gou)建懸(xuan)浮(fu)物濃度(du)梯(ti)度(du)（0~500 NTU）、色(se)度(du)梯(ti)度(du)（0~200 度(du)）及(ji)DOM濃度(du)梯(ti)度(du)（0~50 mg/L）驗(yan)證體(ti)系。試驗結(jie)果(guo)顯(xian)示(shi)：當懸(xuan)浮(fu)物濃度(du)≤100 NTU、色(se)度(du)≤50 度(du)時(shi)，傳感(gan)器檢(jian)測(ce)誤差穩(wen)定(ding)在(zai)±5%以內(nei)，RSD≤3%，穩(wen)定性良(liang)好；當懸(xuan)浮(fu)物濃度(du)升至(zhi)100~200 NTU、色度(du)50~100 度(du)時(shi)，需啟(qi)用雙波(bo)長(chang)（254 nm+550 nm）差分算法(fa)修(xiu)正，修(xiu)正後檢(jian)測(ce)誤差可(ke)控制在±8%以內(nei)，仍(reng)處(chu)於穩(wen)定(ding)範(fan)圍(wei)；當懸(xuan)浮(fu)物濃度(du)＞200 NTU或(huo)色(se)度(du)＞100 度(du)時(shi)，即(ji)使(shi)經算(suan)法(fa)修(xiu)正，檢(jian)測(ce)誤差仍(reng)超(chao)±15%，RSD＞6%，主要因(yin)高濃(nong)度(du)懸(xuan)浮(fu)物形(xing)成(cheng)的“光(guang)散(san)射效(xiao)應(ying)"無(wu)法通(tong)過簡(jian)單差分算法(fa)抵消(xiao)。針(zhen)對DOM幹(gan)擾，地(di)表(biao)水DOM以天(tian)然(ran)腐殖質為主，采用四波(bo)長(chang)（254 nm/365 nm/420 nm/550 nm）檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)可(ke)有(you)效(xiao)區分其吸(xi)收(shou)貢(gong)獻(xian)，當DOM濃(nong)度(du)≤30 mg/L時(shi)，修(xiu)正後檢(jian)測(ce)誤差≤±6%；當(dang)DOM濃(nong)度(du)＞30 mg/L時(shi)，不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)DOM的光(guang)譜(pu)疊(die)加效(xiao)應(ying)增強，誤差升至(zhi)±12%以上(shang)。綜上(shang)，UV法(fa)COD傳感(gan)器在(zai)地(di)表(biao)水場景(jing)的適用邊界(jie)為：懸(xuan)浮(fu)物≤200 NTU、色度(du)≤100 度(du)、DOM≤30 mg/L，pH值6~9，水溫5~35℃。

工(gong)業(ye)廢水水(shui)質成(cheng)分復雜(za)，汙染物濃度(du)高(gao)且(qie)波(bo)動(dong)大(da)，是(shi)驗證UV法COD傳感(gan)器適用邊界(jie)的關(guan)鍵場景(jing)。選取(qu)印(yin)染、化(hua)工(gong)、食(shi)品(pin)加(jia)工(gong)、電(dian)鍍四類典(dian)型工(gong)業(ye)廢水，重(zhong)點(dian)驗(yan)證高濃度(du)有(you)機汙染物、特征(zheng)幹(gan)擾物（如染料(liao)、重(zhong)金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)）對檢(jian)測(ce)穩(wen)定性的影(ying)響(xiang)。試驗表(biao)明(ming)，UV法COD傳感(gan)器對不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)工(gong)業(ye)廢水的適配性差異顯(xian)著(zhu)：在(zai)食(shi)品(pin)加(jia)工(gong)廢水（以碳(tan)水(shui)化(hua)合(he)物、蛋(dan)白質等易降解(jie)有(you)機物為主）中(zhong)，當COD濃度(du)≤5000 mg/L時(shi)，檢(jian)測(ce)誤差≤±10%，RSD≤4%，穩(wen)定(ding)性達(da)標(biao)；當(dang)COD濃(nong)度(du)＞5000 mg/L時(shi)，因(yin)有機汙染物濃度(du)過(guo)高(gao)導(dao)致(zhi)紫外光(guang)嚴重衰減，超(chao)出傳感(gan)器檢(jian)測(ce)線(xian)性範(fan)圍(wei)，誤差驟(zhou)升至(zhi)±20%以上(shang)。在(zai)印(yin)染廢水（含(han)大(da)量染料(liao)、助(zhu)劑，色(se)度(du)高(gao)且(qie)DOM組(zu)分復雜(za)）中(zhong)，即(ji)使(shi)COD濃(nong)度(du)≤1000 mg/L，若(ruo)色(se)度(du)＞200 度(du)，傳感(gan)器檢(jian)測(ce)誤差仍(reng)超(chao)±15%，主要因(yin)染料(liao)分子的共(gong)軛(e)結(jie)構(gou)在(zai)紫外-可(ke)見(jian)光(guang)波(bo)段形(xing)成(cheng)強吸(xi)收(shou)，與(yu)有(you)機汙染物光(guang)譜(pu)嚴重重疊(die)，現有(you)算法(fa)難(nan)以精(jing)準(zhun)修(xiu)正；僅(jin)當色(se)度(du)≤200 度(du)且(qie)COD濃(nong)度(du)≤1000 mg/L時(shi)，檢(jian)測(ce)穩(wen)定性方(fang)可保(bao)障(zhang)。在化(hua)工(gong)廢水（含(han)酚(fen)類(lei)、芳烴(ting)等芳香族有機物）中(zhong)，此(ci)類(lei)物質對254 nm紫外光(guang)吸(xi)收(shou)系數，傳感(gan)器檢(jian)測(ce)靈(ling)敏度(du)提(ti)升，但(dan)當COD濃度(du)＞2000 mg/L時(shi)，易(yi)出現信號(hao)飽(bao)和(he)，誤差超(chao)±12%。電鍍廢水因(yin)有機汙染物含(han)量低(di)（COD通(tong)常＜500 mg/L），但含(han)高(gao)濃(nong)度(du)重(zhong)金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)（如Cu²⁺、Cr⁶⁺），試驗證實重金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)對紫外光(guang)吸(xi)收(shou)無(wu)顯著(zhu)幹(gan)擾，傳感(gan)器檢(jian)測(ce)誤差≤±5%，適用邊界(jie)主要受COD濃度(du)下(xia)限(xian)限(xian)制（檢(jian)測(ce)下(xia)限(xian)通常為5 mg/L）。

高(gao)濁(zhuo)度(du)水(shui)體(ti)（如(ru)汛(xun)期地(di)表(biao)水、汙水處(chu)理廠(chang)進(jin)水(shui)口(kou)、礦(kuang)山(shan)排(pai)水）的核心(xin)幹(gan)擾為懸(xuan)浮(fu)物，其適用邊界(jie)驗證需重點(dian)突(tu)破高懸(xuan)浮(fu)物濃度(du)下(xia)的檢(jian)測(ce)穩(wen)定性難(nan)題。采用人(ren)工(gong)配(pei)制高濁(zhuo)度(du)水(shui)樣（懸(xuan)浮(fu)物濃度(du)0~1000 NTU），結(jie)合(he)實(shi)際礦(kuang)山(shan)排(pai)水樣本開展試驗。結(jie)果(guo)顯(xian)示(shi)：未啟(qi)用自(zi)清(qing)潔(jie)功(gong)能(neng)時(shi)，當懸(xuan)浮(fu)物濃度(du)＞300 NTU，傳感(gan)器光(guang)窗12小時內(nei)即(ji)出(chu)現(xian)嚴重汙垢附(fu)著(zhe)，透光(guang)率下(xia)降超(chao)30%，檢(jian)測(ce)誤差超(chao)±20%；啟(qi)用“定時(shi)清(qing)潔(jie)+自(zi)適應(ying)清(qing)潔(jie)"協(xie)同(tong)模(mo)式後，光(guang)窗清(qing)潔(jie)效(xiao)果提(ti)升，懸(xuan)浮(fu)物濃度(du)≤500 NTU時(shi)，傳感(gan)器可(ke)穩(wen)定(ding)運行72小時，檢(jian)測(ce)誤差≤±8%，RSD≤5%；當(dang)懸(xuan)浮(fu)物濃度(du)＞500 NTU時(shi)，即(ji)使(shi)頻(pin)繁(fan)清(qing)潔(jie)，光(guang)窗表(biao)面仍(reng)會(hui)殘(can)留(liu)細微(wei)顆(ke)粒(li)，形(xing)成(cheng)持(chi)續(xu)的光(guang)散(san)射幹(gan)擾，同(tong)時(shi)高(gao)濃(nong)度(du)懸(xuan)浮(fu)物易磨(mo)損傳感(gan)器光(guang)學組(zu)件(jian)，導(dao)致(zhi)短(duan)期(qi)穩(wen)定性下(xia)降（RSD＞7%）、長(chang)期(qi)使用(yong)壽命(ming)縮(suo)短(duan)。因(yin)此(ci)，在(zai)高(gao)濁(zhuo)度(du)水(shui)體(ti)場景(jing)中(zhong)，UV法COD傳感(gan)器的適用邊界(jie)為懸(xuan)浮(fu)物≤500 NTU，且需配套(tao)自(zi)清(qing)潔(jie)功(gong)能(neng)；超(chao)出此(ci)範(fan)圍(wei)，需結(jie)合(he)預(yu)處(chu)理裝置（如在(zai)線過(guo)濾）使用，否則(ze)無(wu)法保(bao)障(zhang)檢(jian)測(ce)穩(wen)定性。