一种水体中硫化物含量测定方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种水体中硫化物含量测定方法及系统，所述水体中硫化物含量测定方法包括如下步骤：对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体；将采集的硫化氢气体进行光谱检测，获取硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号；将获取的硫化氢气体光谱吸光度光信号转换成数字信号；对硫化氢气体吸光度光谱反馈数字信号进行分析处理，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度计算出其所含硫化物含量。采用水体中硫化物含量测定系统，检测过程简便快捷、检测结果准确可靠，检测成本低，简化了分析操作、提高了分析速度和降低了分析误差。
【专利说明】
一种水体中硫化物含量测定方法及系统
技术领域
[0001]本发明涉及硫化物检测方法，尤其涉及一种水体中硫化物含量测定方法及系统。
【背景技术】
[0002]硫化物(sulfides)及其类似化合物包括一系列金属、半金属元素与S、Se、Te、As、Sb、Bi结合而成的矿物。矿物种数有350种左右，硫化物就占了 2/3以上，其他为砸化物(selenides)、碲化物(tellurides)、砷化物(arsenides)，及个别铺化物(antimonides)和祕化物(bismuthides)。
[0003]水质中的硫化物主要有两部分的来源:一是水中矿物本身含有硫化物，二是皮革、造纸、化工、印染等行业排放出的废水含有大量的硫化物。硫化物含量的高低是衡量水质，特别是海洋底质环境优劣的一项重要指标。有研究表明，在沉积环境中硫化物含量与有机负荷量呈正相关，与生物量呈负相关，并对耗氧速率产生很大影响。硫离子对生物体内新陈代谢中的许多金属离子有较强的化学作用，同时对植物根茎有强腐蚀作用。另外，硫化物受温度、pH、微生物等的影响易形成具有臭鸡蛋气味的有毒气体H2S，进一步会污染大气，腐蚀管道设备，影响人类生存环境。因此，对水质中硫化物的测定是环境监测的一项重要指标，同时，废水中硫化物的有效治理亦是环境保护的一项重要任务。随着社会的进步和人们科普意识的提高，人们越来越重视硫化物对环境和人体健康的危害因此，建立一种快速、准确、方便和经济的检测方法，有利于监控水体中硫化物的含量，保证人体健康与安全。因此我们急需一种快速长效的检测水中硫化物含量的方法和系统，能够实时在线检测硫化物含量的变化。
【发明内容】
[0004]鉴于目前硫化物含量测定存在的上述不足，本发明提供一种水体中硫化物含量测定方法及系统，检测过程简便快捷、检测结果准确可靠，检测成本低，简化了分析操作、提高了分析速度和降低了分析误差。
[0005]为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案:
[0006]—种水体中硫化物含量测定方法，所述水体中硫化物含量测定方法包括如下步骤:
[0007]对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体；
[0008]将采集的硫化氢气体进行光谱检测，获取硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号；
[0009]将获取的硫化氢气体光谱吸光度光信号转换成数字信号；
[0010]对硫化氢气体吸光度光谱反馈数字信号进行分析处理，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度计算出其硫化物含量。
[0011]依照本发明的一个方面，所述对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体步骤执行前执行以下步骤:设定样品测量类型、测量样品参数及测量条件参数。
[0012]依照本发明的一个方面，所述设定样品测量类型、测量条件参数及分析条件参数步骤执行后执行以下步骤:测出空白溶液吸光度校正基准值，获取空白溶液硫化物含量校正基准值。
[0013]依照本发明的一个方面，所述对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体步骤具体为:通过取样模块将水样吸入反应模块中，对水体采样速度与时间进行控制实现水体样本容量精确取样，向反应模块中投放化学试剂，通过控制化学试剂的投放速度和投放时间，精确控制化学反应，生成并采集符合采样标准的硫化氢气体。
[0014]依照本发明的一个方面，所述将采集的硫化氢气体进行光谱检测，获取硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号步骤具体为:将采集的硫化氢气体送入光谱检测模块，控制硫化氢气体流量和输送时间，精确获取硫化氢气体将光吸收后的吸光度反馈光信号。
[0015]依照本发明的一个方面，所述对硫化氢气体吸光度光谱反馈数字信号进行分析处理，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度计算出其硫化物含量步骤具体为:转换成数字信号的硫化氢气体吸光度去除吸光度校正基准值获取硫化氢气体的吸光度校正值，将硫化氢气体的吸光度校正值转换成与量测计算标准单位相对应的硫化氢气体的吸光度数值，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度计算出其所含硫化物的测量含量，再通过计算单位换算获得真实的水样中硫化物含量。
[0016]—种水体中硫化物含量测定系统，所述水体中硫化物含量测定系统包括:
[0017]采样模块，用于对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体；
[0018]光谱检测模块，用于将采集的硫化氢气体进行光谱检测，获取硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号；
[0019]模数转换模块，用于将获取的硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号转换成数字信号;
[0020]含量测定模块，用于对硫化氢气体吸光度光谱反馈数字信号进行分析处理，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度计算出其硫化物含量。
[0021]依照本发明的一个方面，所述水体中硫化物含量测定系统还包括:参数设置模块，用于设定样品测量类型、测量样品参数及测量条件参数。
[0022]依照本发明的一个方面，所述水体中硫化物含量测定系统还包括:吸光度校正模块，用于测出空白溶液吸光度校正基准值，获取空白溶液硫化物含量校正基准值。
[0023]依照本发明的一个方面，所述水体中硫化物含量测定系统还包括:计算单位转换模块，用于将硫化氢气体的吸光度校正值转换成与量测计算标准单位相对应的硫化氢气体的吸光度数值。
[0024]本发明实施的优点:通过对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体；将采集的硫化氢气体进行光谱检测，获取硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号；将获取的硫化氢气体光谱吸光度光信号转换成数字信号并对数字信号；对硫化氢气体吸光度光谱反馈数字信号进行分析处理，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度计算出其硫化物含量，采用水体中硫化物含量测定系统，检测过程简便快捷、检测结果准确可靠，检测成本低，简化了分析操作、提高了分析速度和降低了分析误差。
【附图说明】
[0025]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本发明所述的一种水体中硫化物含量测定方法的实施例1的方法流程图；
[0027]图2为本发明所述的一种水体中硫化物含量测定方法的实施例2的方法流程图；
[0028]图3为本发明所述的一种水体中硫化物含量测定方法的实施例3的方法流程图；
[0029]图4为本发明所述的一种水体中硫化物含量测定系统的结构示意图。
[0030]图5为本发明所述的一种水体中硫化物含量测定方法及系统的标准样工曲线示意图；
[0031]图6为本发明所述的一种水体中硫化物含量测定方法及系统的待测样品极光度曲线不意图；
[0032]图7为本发明所述的一种水体中硫化物含量测定方法及系统的单位换算公式示意图。
【具体实施方式】
[0033]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]实施例1:
[0035]如图1所示，一种水体中硫化物含量测定方法，所述水体中硫化物含量测定方法包括如下步骤:
[0036]步骤S1:对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体；
[0037]所述步骤S1:对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体步骤具体为:通过取样模块将水样吸入反应模块中，对水体采样速度与时间进行控制实现水体样本容量精确取样，向反应模块中投放化学试剂，通过控制化学试剂的投放速度和投放时间，精确控制化学反应，生成并采集符合采样标准的硫化氢气体。
[0038]水体中硫化物含量测定系统主控板通过控制高精度步进电机(细分精度(1/32) ° )带动婦动栗头，实现定时定量进样。
[0039]根据“ (S2 HS H2S) +H+- H 2S ? ”的化学原理，通过加入比例浓度体积的HCl，加入标准体积含量的硫化物标准，待样品和试剂进入反应器后，通过砂芯式高效气液分离装置，将硫化物中的S转化为H2S气体，由载气带入检测系统。
[0040]水体米样时间10?20s，栗转速在60?100rad/min ；
[0041]开启高精度婦动栗，以60rad/min的转速同时栗入标准样品与酸性试剂；水体样本与酸性试剂即盐酸在反应模块中混合均匀后进入砂芯式高效气液分离装置，系统通入载气，硫化物转化为硫化氢气体随载气进入检测系统。
[0042]水体中硫化物含量主要通过生成的硫化氢气体浓度进行测定，需通过还原剂将水体中硫化物以气体形态还原出来，对还原出来硫化氢气体进行光谱检测从而得到水体中硫化物的含量。
[0043]步骤S2:将采集的硫化氢气体进行光谱检测，获取硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号;
[0044]所述步骤S2:将采集的硫化氢气体进行光谱检测，获取硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号步骤具体为:对采集的硫化氢气体送入光谱检测模块，控制硫化氢气体流量和输送时间，精确获取硫化氢气体将光吸收后的吸光度反馈光信号。
[0045]光谱检测模块由分光单色器、光电倍增管、前置信号放大电路板组成，可以有效的检测特定波段光能量的细微变化，精确获取硫化氢气体将光吸收后的吸光度反馈光信号。
[0046]利用硫化氢气体对光谱的吸收特性，采用光谱吸收法检测硫化氢气体浓度。
[0047]随载气进入检测系统的硫化物成峰型分布，控制硫化氢气体流速为20 μ 1/min，时间为lmin-2min，将载气送入30cm光程的光学流通池，检测波长为200nm。
[0048]当待测硫化氢气体通过光谱时，由于硫化氢气体分子跃迀吸收能量，将对特定波长的光谱产生吸收，使光强发生改变。光在吸收前后光强的变化遵从Beer-Lambert定律:I = 10[exp-a (V)CL]式中:1为出射光强；1。为入射光强；α (V)为气体吸收系数，即气体在一定频率V处的吸收线型；L为吸收路径的长度；C为气体的浓度。
[0049]从Beer-Lambert定律可以看出:若已知硫化氢气体的吸收系数，只要测量出通过气体的光强变化以及吸收光路的长度L，就能检测出硫化氢气体的浓度。
[0050]步骤S3:将获取的硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号转换成数字信号；
[0051]将采集到的硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号的模拟信号转换为数字信号是为了让模数转换处理器可以对采集的数据进行分析，保证采集的信号稳定、准确，使水体硫化物的含量计算模块能够识别采集到硫化氢气体吸光度信号得出精确色的水体硫化物含量。
[0052]步骤S4:对硫化氢气体吸光度光谱反馈数字信号进行分析处理，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度计算出其所含硫化物含量。
[0053]所述步骤S4:对硫化氢气体吸光度光谱反馈数字信号进行分析处理，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度计算出其所含硫化物含量步骤具体为:转换成数字信号的硫化氢气体吸光度去除吸光度校正基准值获取硫化氢气体的吸光度校正值，将硫化氢气体的吸光度校正值转换成与量测计算标准单位相对应的硫化氢气体的吸光度数值，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度，并转换为标准单位测试样品校正吸光度数值计算出水样中硫化物的测量含量，再通过计算单位换算获得真实的水样中硫化物含量。
[0054]如图5所示，在测量未知样品时，先测出空白的吸光度的平均值即为吸光平均，把它作为“吸光度校正基准”，以后所有样品测量到的吸光度都要扣除这个基准。扣除基准后的吸光度称为“校正吸光”。
[0055]工作曲线又称为“校准曲线”，“标准曲线”，或“定标曲线”。工作曲线反映一套校准溶液的浓度或含量与测得的吸光度之间的函数关系，在工作曲线图上校准溶液的浓度或含量为X轴表示的数据，测得的吸光度为Y轴的数据。
[0056]用空白溶液的“校正吸光”在工作曲线上算得一个“测量含量”，把它作为“含量校正基准”。以后所有样品计算出的含量都要扣除这个基准。测量含量都是校正以后的含量。
[0057]测量未知样浓度或含量必须首先制作工作曲线，然后根据未知样的吸光度计算出水体中硫化物测量含量，再根据样品测量参数计算出实际的水体中硫化物的含量。
[0058]比如，在图5中将待测样品的吸光度在测量周期内连续微分信号的峰高最大值作为测量结果输出，将待测样品吸光度最大值与图6中标准样工作曲线进行比对后得出水体中硫化物测量含量，再通过图7中的单位转换公式计算出水体中硫化物实际含量，另外，在实际应用中也可以将待测样品的吸光度在测量周期内连续微分信号对微分时间的积分值或在测量周期内连续微分信号的积分平均值作为测量结果，再将测量结果与相应标准样工作曲线进行比对后得出水体中硫化物测量含量。
[0059]如图6所示，测量结果的单位统一使用“ug/mL” (即“mg/L”)。如果标准液使用的浓度单位是“ng/mL”，被测溶液根据标准工作曲线计算得到的浓度C的单位也是“ng/mL”，把被测溶液浓度通过稀释参数还原成时，数值变化了但是单位没有变。把“ng/mL”转换成“ug/mL”，数值应该缩小1000倍，即乘以0.0Ol0这个被乘数0.001就是“单位换算因子”，最终需要将测量含量乘以0.001得到实际的水体中硫化物的含量。
[0060]通过对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体；将采集的硫化氢气体进行光谱检测，获取硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号；将获取的硫化氢气体光谱吸光度光信号转换成数字信号并对数字信号；对硫化氢气体吸光度光谱反馈数字信号进行分析处理，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度计算出其所含硫化物含量，上述步骤可实现检测过程简便快捷、检测结果准确可靠，检测成本低，简化了分析操作、提高了分析速度和降低了分析误差。
[0061]实施例2:
[0062]如图2所示，一种水体中硫化物含量测定方法，所述水体中硫化物含量测定方法包括如下步骤:
[0063]步骤S1:设定样品测量类型、测量样品参数及测量条件参数。
[0064]样品测量类型是对水体中的什么类型物质即测定对象的含量进行测定，比如测定对象是“硫化物”，或者是什么环境下的硫化，比如水体中的硫化物，土壤中的硫化物等等。
[0065]测量条件参数主要包括测量模式、测量结果形式、测量时间、测量精度、测量次数和样品数量，其中测量模式可分为:峰高:以测量周期内连续微分信号中的最大值作为测量结果；面积:以测量周期内连续微分信号对微分时间的积分值作为测量结果；积分:以测量周期内连续微分信号的积分平均值作为测量结果，测量结果形式包括:吸光度:只要读出未知样的吸光度时选用；含量:要读出未知样中测定对象的实际含量时选用。
[0066]测量样品参数包括样品名称、取样参数及计算单位换算因子，其中取样参数主要是取样体积1、定容体积2、分取体积3及定容体积4 ;计算单位换算因子:恢复正常的单位转换因子数值。
[0067]步骤S2:对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体；
[0068]所述步骤S2:对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体步骤具体为:通过取样模块将水样吸入反应模块中，对水体采样速度与时间进行控制实现水体样本容量精确取样，向反应模块中投放化学试剂，通过控制化学试剂的投放速度和投放时间，精确控制化学反应，生成并采集符合采样标准的硫化氢气体。
[0069]水体中硫化物含量测定系统主控板通过控制高精度步进电机(细分精度(1/32) ° )带动婦动栗头，实现定时定量进样。
[0070]根据“ (S2 HS H2S) +H+- H 2S ? ”的化学原理，通过加入比例浓度体积的HCl，加入标准体积含量的硫化物标准，待样品和试剂进入反应器后，通过砂芯式高效气液分离装置，将硫化物中的S转化为H2S气体，由载气带入检测系统。
[0071]水体米样时间10?20s，栗转速在60?100rad/min ；
[0072]开启高精度婦动栗，以60rad/min的转速同时栗入标准样品与酸性试剂；水体样本与酸性试剂即盐酸在反应模块中混合均匀后进入砂芯式高效气液分离装置，系统通入载气，硫化物转化为硫化氢气体随载气进入检测系统。
[0073]水体中硫化物含量主要通过生成的硫化氢气体浓度进行测定，需通过还原剂将水体中硫化物以气体形态还原出来，对还原出来硫化氢气体进行光谱检测从而得到水体中硫化物的含量。
[0074]步骤S3:将采集的硫化氢气体进行光谱检测，获取硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号;
[0075]所述步骤S3:将采集的硫化氢气体进行光谱检测，获取硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号步骤具体为:将采集的硫化氢气体送入光谱检测模块，控制硫化氢气体流量和输送时间，精确获取硫化氢气体将光吸收后的吸光度反馈光信号。
[0076]光谱检测模块由分光单色器、光电倍增管、前置信号放大电路板组成，可以有效的检测特定波段光能量的细微变化，精确获取硫化氢气体将光吸收后的吸光度反馈光信号。
[0077]利用硫化氢气体对光谱的吸收特性，采用光谱吸收法检测硫化氢气体浓度。
[0078]随载气进入检测系统的硫化物成峰型分布，控制硫化氢气体流速为20 μ 1/min,时间为lmin-2min，将载气送入30cm光程的光学流通池，检测波长为200nm。
[0079]当待测硫化氢气体通过光谱时，由于硫化氢气体分子跃迀吸收能量，将对特定波长的光谱产生吸收，使光强发生改变。光在吸收前后光强的变化遵从Beer-Lambert定律:I = 10[exp-a (V)CL]式中:1为出射光强；1。为入射光强；α (V)为气体吸收系数，即气体在一定频率V处的吸收线型；L为吸收路径的长度；C为气体的浓度。
[0080]从Beer-Lambert定律可以看出:若已知硫化氢气体的吸收系数，只要测量出通过气体的光强变化以及吸收光路的长度L，就能检测出硫化氢气体的浓度。
[0081]步骤S4:将获取的硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号转换成数字信号；
[0082]将采集到的硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号的模拟信号转换为数字信号是为了让模数转换处理器可以对采集的数据进行分析，保证采集的信号稳定、准确，使水体硫化物的含量计算模块能够识别采集到硫化氢气体吸光度信号得出精确色的水体硫化物含量。
[0083]步骤S5:对硫化氢气体吸光度光谱反馈数字信号进行分析处理，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度计算出其所含硫化物含量。
[0084]所述步骤S5:对硫化氢气体吸光度光谱反馈数字信号进行分析处理，以标准样的浓度为横坐标、以待测样品的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度计算出其所含硫化物含量步骤具体为:转换成数字信号的硫化氢气体吸光度去除吸光度校正基准值获取硫化氢气体的吸光度校正值，将硫化氢气体的吸光度校正值转换成与量测计算标准单位相对应的硫化氢气体的吸光度数值，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度，并转换为标准单位测试样品校正吸光度数值，再通过计算单位换算获得真实的水样中硫化物含量。
[0085]如图5所示，在测量未知样品时，先测出空白的吸光度的平均值即为吸光平均，把它作为“吸光度校正基准”，以后所有样品测量到的吸光度都要扣除这个基准。扣除基准后的吸光度称为“校正吸光”。
[0086]工作曲线又称为“校准曲线”，“标准曲线”，或“定标曲线”。工作曲线反映一套校准溶液的浓度或含量与测得的吸光度之间的函数关系，在工作曲线图上校准溶液的浓度或含量为X轴表示的数据，测得的吸光度为Y轴的数据。
[0087]用空白溶液的“校正吸光”在工作曲线上算得一个“测量含量”，把它作为“含量校正基准”。以后所有样品计算出的含量都要扣除这个基准。测量含量都是校正以后的含量。
[0088]测量未知样浓度或含量必须首先制作工作曲线，然后根据未知样的吸光度计算出水体中硫化物测量含量，再根据样品测量参数计算出实际的水体中硫化物的含量。
[0089]比如，在图5中将待测样品的吸光度在测量周期内连续微分信号的峰高最大值作为测量结果输出，将待测样品吸光度最大值与图6中标准样工作曲线进行比对后得出水体中硫化物测量含量，再通过图7中的单位转换公式计算出水体中硫化物实际含量，另外，在实际应用中也可以将待测样品的吸光度在测量周期内连续微分信号对微分时间的积分值或在测量周期内连续微分信号的积分平均值作为测量结果，再将测量结果与相应标准样工作曲线进行比对后得出水体中硫化物测量含量。
[0090]如图6所示，测量结果的单位统一使用“ug/mL” (即“mg/L”)。如果标准液使用的浓度单位是“ng/mL”，被测溶液根据标准工作曲线计算得到的浓度C的单位也是“ng/mL”，把被测溶液浓度通过稀释参数还原成时，数值变化了但是单位没有变。把“ng/mL”转换成“ug/mL”，数值应该缩小1000倍，即乘以0.0Ol0这个被乘数0.001就是“单位换算因子”，最终需要将测量含量乘以0.001得到实际的水体中硫化物的含量。
[0091]通过对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体；将采集的硫化氢气体进行光谱检测，获取硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号；将获取的硫化氢气体光谱吸光度光信号转换成数字信号并对数字信号；对硫化氢气体吸光度光谱反馈数字信号进行分析处理，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度计算出其所含硫化物含量，上述步骤可实现检测过程简便快捷、检测结果准确可靠，检测成本低，简化了分析操作、提高了分析速度和降低了分析误差。
[0092]实施例3:
[0093]如图3所示，一种水体中硫化物含量测定方法，所述水体中硫化物含量测定方法包括如下步骤:
[0094]步骤S1:设定样品测量类型、测量样品参数及测量条件参数。
[0095]样品测量类型是对水体中的什么类型物质即测定对象的含量进行测定，比如测定对象是“硫化物”，或者是什么环境下的硫化，比如水体中的硫化物，土壤中的硫化物等等。
[0096]测量条件参数主要包括测量模式、测量结果形式、测量时间、测量精度、测量次数和样品数量，其中测量模式可分为:峰高:以测量周期内连续微分信号中的最大值作为测量结果；面积:以测量周期内连续微分信号对微分时间的积分值作为测量结果；积分:以测量周期内连续微分信号的积分平均值作为测量结果，测量结果形式包括:吸光度:只要读出未知样的吸光度时选用；含量:要读出未知样中测定对象的实际含量时选用。
[0097]测量样品参数包括样品名称、取样参数及计算单位换算因子，其中取样参数主要是取样体积1、定容体积2、分取体积3及定容体积4 ;计算单位换算因子:恢复正常的单位转换因子数值。
[0098]步骤S2:测出空白溶液吸光度校正基准值，获取空白溶液硫化物含量校正基准值。
[0099]在测量未知样品时，测出空白溶液的吸光度的平均值即为吸光度平均值，把它作为“吸光度校正基准值”，以后所有样品测量到的吸光度都要扣除这个吸光度校正基准值。扣除吸光度校正基准值后的吸光度称为“吸光度校正值”。
[0100]用空白溶液的“吸光度校正值”在工作曲线上获得一个“测量含量”，把它作为“含量校正基准值”，以后所有样品计算出的含量都要扣除这个含量校正基准值，测量含量都是校正以后的含量。
[0101]步骤S3:对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体；
[0102]所述步骤S3:对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体步骤具体为:通过取样模块将水样吸入反应模块中，对水体采样速度与时间进行控制实现水体样本容量精确取样，向反应模块中投放化学试剂，通过控制化学试剂的投放速度和投放时间，精确控制化学反应，生成并采集符合采样标准的硫化氢气体。
[0103]水体中硫化物含量测定系统主控板通过控制高精度步进电机(细分精度(1/32) ° )带动婦动栗头，实现定时定量进样。
[0104]根据“ (S2 HS H2S) +H+- H 2S ? ”的化学原理，通过加入比例浓度体积的HC1，加入标准体积含量的硫化物标准，待样品和试剂进入反应器后，通过砂芯式高效气液分离装置，将硫化物中的S转化为H2S气体，由载气带入检测系统。
[0105]水体米样时间10?20s，栗转速在60?100rad/min ；
[0106]开启高精度婦动栗，以60rad/min的转速同时栗入标准样品与酸性试剂；水体样本与酸性试剂即盐酸在反应模块中混合均匀后进入砂芯式高效气液分离装置，系统通入载气，硫化物转化为硫化氢气体随载气进入检测系统。
[0107]水体中硫化物含量主要通过生成的硫化氢气体浓度进行测定，需通过还原剂将水体中硫化物以气体形态还原出来，对还原出来硫化氢气体进行光谱检测从而得到水体中硫化物的含量。
[0108]步骤S4:将采集的硫化氢气体进行光谱检测，获取硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号;
[0109]所述步骤S4:将采集的硫化氢气体进行光谱检测，获取硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号步骤具体为:将采集的硫化氢气体送入光谱检测模块，控制硫化氢气体流量和输送时间，精确获取硫化氢气体将光吸收后的吸光度反馈光信号。
[0110]光谱检测模块由分光单色器、光电倍增管、前置信号放大电路板组成，可以有效的检测特定波段光能量的细微变化，精确获取硫化氢气体将光吸收后的吸光度反馈光信号。
[0111]利用硫化氢气体对光谱的吸收特性，采用光谱吸收法检测硫化氢气体浓度。
[0112]随载气进入检测系统的硫化物成峰型分布，控制硫化氢气体流速为20 μ 1/min,时间为lmin-2min，将载气送入30cm光程的光学流通池，检测波长为200nm。
[0113]当待测硫化氢气体通过光谱时，由于硫化氢气体分子跃迀吸收能量，将对特定波长的光谱产生吸收，使光强发生改变。光在吸收前后光强的变化遵从Beer-Lambert定律:I = 10[exp-a (V)CL]式中:1为出射光强；1。为入射光强；α (V)为气体吸收系数，即气体在一定频率V处的吸收线型；L为吸收路径的长度；C为气体的浓度。
[0114]从Beer-Lambert定律可以看出:若已知硫化氢气体的吸收系数，只要测量出通过气体的光强变化以及吸收光路的长度L，就能检测出硫化氢气体的浓度。
[0115]步骤S5:将获取的硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号转换成数字信号；
[0116]将采集到的硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号的模拟信号转换为数字信号是为了让模数转换处理器可以对采集的数据进行分析，保证采集的信号稳定、准确，使水体硫化物的含量计算模块能够识别采集到硫化氢气体吸光度信号得出精确色的水体硫化物含量。
[0117]步骤S6:对硫化氢气体吸光度光谱反馈数字信号进行分析处理，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度计算出其所含硫化物含量。
[0118]所述步骤S6:对硫化氢气体吸光度光谱反馈数字信号进行分析处理，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度计算出其所含硫化物含量步骤具体为:转换成数字信号的硫化氢气体吸光度去除吸光度校正基准值获取硫化氢气体的吸光度校正值，将硫化氢气体的吸光度校正值转换成与量测计算标准单位相对应的硫化氢气体的吸光度数值，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度，并转换为标准单位测试样品校正吸光度数值，再通过计算单位换算获得真实的水样中硫化物含量。
[0119]如图5所示，在测量未知样品时，测出空白溶液的吸光度的平均值即为吸光度平均值，把它作为“吸光度校正基准值”，以后所有样品测量到的吸光度都要扣除这个吸光度校正基准值。扣除吸光度校正基准值后的吸光度称为“吸光度校正值”。
[0120]工作曲线又称为“校准曲线”，“标准曲线”，或“定标曲线”。工作曲线反映一套校准溶液的浓度或含量与测得的吸光度之间的函数关系，在工作曲线图上校准溶液的浓度或含量为X轴表示的数据，测得的吸光度为Y轴的数据。
[0121]用空白溶液的“吸光度校正值”在工作曲线上获得一个“测量含量”，把它作为“含量校正基准值”，以后所有样品计算出的含量都要扣除这个含量校正基准值，测量含量都是校正以后的含量。
[0122]测量未知样浓度或含量必须首先制作工作曲线，然后根据未知样的吸光度计算出水体中硫化物测量含量，再根据样品测量参数计算出实际的水体中硫化物的含量。
[0123]比如，在图5中将待测样品的吸光度在测量周期内连续微分信号的峰高最大值作为测量结果输出，将待测样品吸光度最大值与图6中标准样工作曲线进行比对后得出水体中硫化物测量含量，再通过图7中的单位转换公式计算出水体中硫化物实际含量，另外，在实际应用中也可以将待测样品的吸光度在测量周期内连续微分信号对微分时间的积分值或在测量周期内连续微分信号的积分平均值作为测量结果，再将测量结果与相应标准样工作曲线进行比对后得出水体中硫化物测量含量。
[0124]如图6所示，测量结果的单位统一使用“ug/mL” (即“mg/L”)。如果标准液使用的浓度单位是“ng/mL”，被测溶液根据标准工作曲线计算得到的浓度C的单位也是“ng/mL”，把被测溶液浓度通过稀释参数还原成时，数值变化了但是单位没有变。把“ng/mL”转换成“ug/mL”，数值应该缩小1000倍，即乘以0.0Ol0这个被乘数0.001就是“单位换算因子”，最终需要将测量含量乘以0.001得到实际的水体中硫化物的含量
[0125]通过对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体；将采集的硫化氢气体进行光谱检测，获取硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号；将获取的硫化氢气体光谱吸光度光信号转换成数字信号并对数字信号；对硫化氢气体吸光度光谱反馈数字信号进行分析处理，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度计算出其所含硫化物含量，上述步骤可实现检测过程简便快捷、检测结果准确可靠，检测成本低，简化了分析操作、提高了分析速度和降低了分析误差。
[0126]—种水体中硫化物含量测定系统的实施例:
[0127]—种水体中硫化物含量测定系统，所述水体中硫化物含量测定系统包括:
[0128]采样模块I，用于对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体；
[0129]光谱检测模块2，用于将采集的硫化氢气体进行光谱检测，获取硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号；
[0130]模数转换模块3，用于将获取的硫化氢气体光谱吸光度光信号转换成数字信号并对数字信号进行采集；
[0131]含量测定模块4，用于对硫化氢气体光谱反馈数字信号进行分析处理，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度计算出其所含硫化物含量。
[0132]依照本发明的一个方面，所述水体中硫化物含量测定系统还包括:参数设置模块5，用于设定样品测量类型、测量样品参数及测量条件参数。
[0133]依照本发明的一个方面，所述水体中硫化物含量测定系统还包括:吸光度校正模块6，用于测出空白溶液吸光度校正基准值，获取空白溶液硫化物含量校正基准值。
[0134]依照本发明的一个方面，所述水体中硫化物含量测定系统还包括:计算单位转换模块7，用于将硫化氢气体的吸光度校正值转换成与量测计算标准单位相对应的硫化氢气体的吸光度数值。
[0135]本发明实施的优点:通过对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体；将采集的硫化氢气体进行光谱检测，获取硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号；将获取的硫化氢气体光谱吸光度光信号转换成数字信号并对数字信号；对硫化氢气体吸光度光谱反馈数字信号进行分析处理，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度计算出其所含硫化物含量，采用水体中硫化物含量测定系统，检测过程简便快捷、检测结果准确可靠，检测成本低，简化了分析操作、提高了分析速度和降低了分析误差。
[0136]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种水体中硫化物含量测定方法，其特征在于，所述水体中硫化物含量测定方法包括如下步骤: 对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体； 对采集的硫化氢气体进行光谱检测，获取硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号； 将获取的硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号转换成数字信号； 对硫化氢气体吸光度光谱反馈数字信号进行分析处理，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度计算出其硫化物含量。2.根据权利要求1所述的水体中硫化物含量测定方法，其特征在于，所述对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体步骤执行前执行以下步骤:设定样品测量类型、测量样品参数及测量条件参数。3.根据权利要求2所述的水体中硫化物含量测定方法，其特征在于，所述设定样品测量类型、测量条件参数及分析条件参数步骤执行后执行以下步骤:测出空白溶液吸光度校正基准值，获取空白溶液硫化物含量校正基准值。4.根据权利要求1所述的水体中硫化物含量测定方法，其特征在于，所述对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体步骤具体为:通过取样模块将水样吸入反应模块中，对水体采样速度与时间进行控制实现水体样本容量精确取样，向反应模块中投放化学试剂，通过控制化学试剂的投放速度和投放时间，精确控制化学反应，生成并采集符合采样标准的硫化氢气体。5.根据权利要求1所述的水体中硫化物含量测定方法，其特征在于，所述对采集的硫化氢气体进行光谱检测，获取硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号步骤具体为:对采集的硫化氢气体送入光谱检测模块，控制硫化氢气体流量和输送时间，精确获取硫化氢气体将光吸收后的吸光度反馈光信号。6.根据权利要求1至5之一所述的水体中硫化物含量测定方法，其特征在于，所述对硫化氢气体吸光度光谱反馈数字信号进行分析处理，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度计算出其硫化物含量步骤具体为:转换成数字信号的硫化氢气体吸光度去除吸光度校正基准值获取硫化氢气体的吸光度校正值，将硫化氢气体的吸光度校正值转换成与量测计算标准单位相对应的硫化氢气体的吸光度数值，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定标准单位测试样品校正吸光度数值，计算出水样中硫化物的测量含量，再通过计算单位换算获得真实的水样中硫化物含量。7.—种水体中硫化物含量测定系统，其特征在于，所述水体中硫化物含量测定系统包括: 采样模块，用于对含硫化物水体进行取样，通过化学反应采集硫化氢气体； 光谱检测模块，用于将采集的硫化氢气体进行光谱检测，获取硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号； 模数转换模块，用于将获取的硫化氢气体吸光度光谱反馈光信号转换成数字信号； 含量测定模块，用于对硫化氢气体吸光度光谱反馈数字信号进行分析处理，以标准样的浓度为横坐标、以标准样的吸光度为纵坐标绘制工作曲线，通过测定待测样品的吸光度计算出其硫化物含量。8.根据权利要求7所述的水体中硫化物含量测定系统，其特征在于，所述水体中硫化物含量测定系统还包括:参数设置模块，用于设定样品测量类型、测量样品参数及测量条件参数。9.根据权利要求8所述的水体中硫化物含量测定系统，其特征在于，所述水体中硫化物含量测定系统还包括:吸光度校正模块，用于测出空白溶液吸光度校正基准值，获取空白溶液硫化物含量校正基准值。10.根据权利要求9所述的水体中硫化物含量测定系统，其特征在于，所述水体中硫化物含量测定系统还包括:计算单位转换模块，用于将硫化氢气体的吸光度校正值转换成与量测计算标准单位相对应的硫化氢气体的吸光度数值。
【文档编号】G01N21/31GK105987883SQ201510062254
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月6日
【发明人】刘丰奎, 张道余
【申请人】上海安杰环保科技有限公司