총인(Total phosphorus)은 다양한 형태의 인 함유 물질의 합을 의미하며, 수질 부영양화 정도를 반영하는 중요한 지표입니다. 기존의 총인 검출 방법은 주로 소화 과정을 거치는데, 이는 시간이 오래 걸리고 2차 오염을 유발할 수 있으며 환경 요인에 따른 안정성이 떨어지는 단점이 있습니다. 현재 UV 분광법 기반의 수질 모니터링 기술은 검출 과정 간소화, 직관적인 수학 모델 등의 장점을 가지고 있어 수질 모니터링 분야에서 매우 유망합니다.
1. 검출 원리
입사광의 주파수가 물질 분자의 진동 주파수와 일치하거나, 입사광이 물질 분자의 전자 전이를 유발할 때 광 흡수가 발생합니다. 용액의 농도가 높을수록 빛이 통과할 때 흡수되는 분자의 수가 많아집니다. 반대로 농도가 낮아지면 흡수되는 빛의 양이 줄어듭니다.
Lambert-Beer 법칙은 흡광도 측정의 기본 법칙으로, 특정 파장에서 물질의 흡광도와 흡수 물질의 농도, 그리고 액체층의 두께 사이의 관계를 설명합니다. 평행 단색광 빔이 두께 bbb이고 농도 ccc인 단일 균질 비산란 유색 용액의 액체층을 통과할 때, 용액의 흡광도는 용액의 농도와 액체층의 두께에 직접 비례합니다:
A=kcb=lg(I0/I)
여기서:
A는 흡광도
k는 몰 흡광 계수 (일반적으로 L/(mol*mm))
c는 농도 (일반적으로 mol/L)
b는 경로 길이 (일반적으로 mm)
I0는 입사광의 강도
I는 투과광의 강도
2. 검출 과정
1) 매개변수 설정: 호스트 컴퓨터 소프트웨어에서 필요한 설정을 구성합니다.
2) 암흑 배경 측정: 광원을 끄고 암흑 배경을 측정하여 스펙트럼 데이터를 수집하기 전에 암흑 노이즈를 보정합니다.
3) 탈이온수로 기준 측정: 광원을 켜고 측정 지점에 탈이온수를 놓아 기준 스펙트럼 I0를 수집합니다.
4) 암흑 배경 빼기 및 신호 수집: 노이즈를 줄이기 위해 암흑 배경을 빼고, 호스트 소프트웨어를 사용하여 측정 지점의 스펙트럼 신호를 수집합니다.
5) 시험 샘플 측정: 측정 지점에 시험 액체를 놓고 스펙트럼 신호 I를 수집합니다.
6) 흡광도 계산: Lambert-Beer 법칙을 사용하여 흡광도를 계산합니다.
3. 실험 예시
Jinsp는 그림 1에 표시된 완전한 스펙트럼 흡광도 측정 시스템을 개발했습니다. 본 실험에서는 상온 조건에서 Jinsp의 SR50C 소형 광섬유 분광계를 사용하여 총인 용액을 테스트했습니다. 총인의 최대 흡수 피크는 197nm에서 발생하며, 이 파장에서 흡광도는 농도 변화에 따라 안정적입니다. 따라서 197nm를 측정 파장으로 선택했습니다.
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그림 1: 펄스 제논 램프 수질 검출 시스템
총인 용액을 희석하여 10, 20, 30, 40, 50 mg/L의 농도를 가진 인 표준 용액을 준비했습니다. 각 농도 지점에서 5회 측정하고 평균값을 사용하여 흡광도와 인 표준 용액의 농도 간의 선형 관계를 플롯했습니다.
4. 제품 추천
Jinsp SR50C 광섬유 분광계는 샘플 셀, 펄스 제논 램프 및 기타 액세서리와 함께 사용하여 수질의 총 질소 및 총인 함량을 검출할 수 있습니다. SR50C 분광계는 고해상도 회절 격자, 검출기 및 데이터 처리 시스템을 갖추고 있어 고정밀 흡광도 스펙트럼 데이터를 제공합니다.
5. 제품 장점
작은 크기, 가벼운 무게, 높은 해상도
높은 감도로 미량 원소 분석에 적합
측정의 높은 정확도 및 일관성
귀하의 메시지는 20-3,000 자 사이 여야합니다!
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