便攜式多功能水質(zhì)檢測儀通常采用以下幾種原理來檢測水質(zhì):
電位分析法:利用電極與被測溶液之間的電位差和溶液中離子活度的關(guān)系來測定離子濃度,。如 pH 電極,,通過對氫離子有選擇性響應(yīng)的玻璃膜電極,,在不同氫離子濃度的溶液中產(chǎn)生不同的電位差,,從而測量出溶液的 pH 值,。
電流分析法:基于被測物質(zhì)在電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的電流與物質(zhì)濃度之間的關(guān)系進行檢測。例如,,溶解氧檢測儀中的克拉克電極,,通過在電極上施加一定的電壓,使水中的溶解氧在電極表面發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生電流,,根據(jù)電流大小計算出溶解氧的含量,。
電導(dǎo)分析法:測量溶液的電導(dǎo)率來間接反映水中離子的總濃度。溶液的電導(dǎo)率與離子的種類,、濃度和遷移率等因素有關(guān),,通過測量兩個電極之間溶液的電阻,進而換算得到電導(dǎo)率,,可用于評估水中溶解性固體的含量等,。
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物質(zhì)對不同波長的光具有選擇性吸收的特性,分光光度法就是利用這一原理,,讓特定波長的光通過水樣,,測量水樣對光的吸收程度,即吸光度,。根據(jù)朗伯 - 比爾定律,在一定條件下,,吸光度與水樣中被測物質(zhì)的濃度成正比關(guān)系,。例如,在檢測氨氮時,,水樣中的氨氮與特定試劑反應(yīng)生成有色物質(zhì),,該物質(zhì)在特定波長下有最大吸收,通過測量吸光度就可以計算出氨氮的濃度。對于總磷,、總氮等的檢測也通常采用類似的方法,,通過相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)使被測物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能在特定波長下有吸收的物質(zhì),進而進行定量分析,。
與分光光度法有相似之處,,也是基于溶液顏色與物質(zhì)濃度的關(guān)系。但比色法相對更簡單直觀,,通常是將水樣與特定的顯色試劑反應(yīng)后,,與標(biāo)準(zhǔn)比色卡或已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液進行目視比色或利用簡單的光電比色計進行比較,從而確定水樣中被測物質(zhì)的大致濃度范圍,。比如檢測余氯時,,水樣中的余氯與 DPD 試劑反應(yīng)生成紅色化合物,通過與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比顏色深淺來判斷余氯含量,。
離子選擇電極是一種對特定離子具有選擇性響應(yīng)的電極,,它能在復(fù)雜的混合溶液中選擇性地測量某種離子的活度或濃度。例如氟離子選擇電極,,對溶液中的氟離子有專一的響應(yīng),,當(dāng)將其插入含氟離子的水樣中時,電極與溶液之間會產(chǎn)生電位差,,該電位差與氟離子濃度的對數(shù)呈線性關(guān)系,,通過測量電位差就可以計算出氟離子的濃度。
某些物質(zhì)在吸收特定波長的光后會發(fā)射出熒光,,熒光的強度與該物質(zhì)的濃度在一定范圍內(nèi)呈正比關(guān)系,。一些便攜式水質(zhì)檢測儀利用這一原理來檢測水中的特定污染物,如多環(huán)芳烴等有機污染物,。通過激發(fā)光源照射水樣,,使水中的熒光物質(zhì)發(fā)出熒光,然后測量熒光強度來確定物質(zhì)的含量,。這種方法具有較高的靈敏度和選擇性,,能檢測出極低濃度的熒光物質(zhì)。