O fósforo total refere-se à soma de várias formas de substâncias que contêm fósforo e reflete o grau de eutrofização de uma massa de água, tornando-o um indicador crucial na avaliação da qualidade da água. Os métodos tradicionais para detectar o fósforo total normalmente envolvem a digestão, que é demorada, pode causar poluição secundária e é menos estável devido a fatores ambientais. Atualmente, a tecnologia de monitoramento da qualidade da água baseada em espectroscopia UV oferece vantagens significativas, como processos de detecção simplificados e modelos matemáticos intuitivos, tornando-a altamente promissora no campo do monitoramento da qualidade da água.
1. Princípio de Detecção
Quando a frequência da luz incidente corresponde à frequência vibracional das moléculas de uma substância, ou quando a luz incidente causa uma transição eletrônica nas moléculas da substância, ocorre a absorção óptica. Quanto maior a concentração da solução, mais moléculas são absorvidas à medida que a luz passa. Por outro lado, menos luz é absorvida à medida que a concentração diminui.
A Lei de Lambert-Beer é a lei fundamental da medição da absorvância, descrevendo a relação entre a absorvância de uma substância num comprimento de onda específico e a concentração da substância absorvente, bem como a espessura da camada líquida. Quando um feixe de luz monocromático paralelo passa através de uma camada líquida de espessura bbb e uma concentração ccc de uma solução colorida única, homogênea e não dispersiva, a absorvância da solução é diretamente proporcional à concentração da solução e à espessura da camada líquida:
A=kcb=lg(I0/I)
Onde:
UMé a absorvância
ké o coeficiente de absorção molar (normalmente em L/(mol*mm))
cé a concentração (normalmente em mol/L)
bé o comprimento do caminho (normalmente em mm)
I0é a intensidade da luz incidente
EUé a intensidade da luz transmitida
2. Processo de detecção
1) Definir parâmetros: Defina as configurações necessárias no software do computador host.
2) Medir o fundo escuro: Desligue a fonte de luz e meça o fundo escuro para compensar o ruído escuro antes de coletar dados espectrais.
3) Medição de Referência com Água Deionizada: Ligue a fonte de luz e coloque água deionizada no ponto de medição para coletar o espectro de referência I0.
4) Subtrair fundo escuro e coletar sinal: Subtraia o fundo escuro para mitigar o ruído e use o software host para coletar o sinal espectral no ponto de medição.
5) Medir a amostra de teste: Coloque o líquido de teste no ponto de medição e colete o sinal espectral I.
6) calcular a absorvância: Calcule a absorvância usando a Lei de Lambert-Beer.
3. Exemplo Experimental
A Jinsp desenvolveu um conjunto completo de sistemas de medição de absorbância espectral, conforme mostrado na Figura 1. Neste experimento, uma solução de fósforo total foi testada usando o mini espectrômetro de fibra óptica SR50C da Jinsp em condições de temperatura ambiente. O pico máximo de absorção do fósforo total ocorre em 197 nm, onde a absorbância é estável com concentrações variadas. Portanto, 197 nm foi selecionado como comprimento de onda de medição.
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Figura 1: Sistema de detecção de qualidade da água com lâmpada de xenônio pulsado
Soluções padrão de fósforo com concentrações de 10, 20, 30, 40 e 50 mg/L foram preparadas diluindo a solução de fósforo total. Cada ponto de concentração foi medido cinco vezes, e o valor médio foi utilizado para traçar uma relação linear entre a absorbância e a concentração da solução padrão de fósforo.
4. Recomendação de produto
O espectrômetro de fibra óptica Jinsp SR50C pode ser emparelhado com uma célula de amostra, lâmpada de xenônio de pulso e outros acessórios para detectar nitrogênio total e conteúdo total de fósforo na qualidade da água. O espectrômetro SR50C também é equipado com uma rede de alta resolução, detector e sistema de processamento de dados, fornecendo dados espectrais de absorbância de alta precisão.
5. Vantagens do produto
Tamanho pequeno, leve e de alta resolução
Alta sensibilidade, adequada para análise de oligoelementos
Alta precisão e consistência nas medições