1. 研究目的与意义
水资源是地球生命之源,是地球能量和物质循环与生物新陈代谢的主要介质,没有水就没有生命,但是随着工业化和城市化的发展,污水中耗氧量有机物的种类和数量与日俱增加。
化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)是衡量有机物对水体污染总体程度的一个综合性指标,它是指在一定条件下用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量,以氧含量(mg/L)来表示。
COD是对水中的有机物和无机氧化物浓度的测量,反映了水体受还原性物质污染的程度。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题:单波长吸光度法适用于对成分比较单一且稳定的污水进行COD检测,通过建立水样COD值与A254之间的回归曲线,就可根据相应的线性关系计算出水样的COD值。
然而,固定单波长检测方法的一个重要不足之处就是适用性较差,由于水体组分的复杂性与多样性,仅用一个吸光度值来反演COD,也存在相关性差、测量精度低等问题。
部分学者提出将计量法引用到紫外全光谱法的研究中,利用最小二乘法、偏最小二乘法和人工神经网络等方法建立水质COD与紫外全波段光谱吸光度的数学模型,可获得较好的预测结果。
3. 国内外研究现状(文献综述)
目前,测量COD的方法主要分为化学法和物理法两种。
化学法中经典方法是重铬酸钾法和高锰酸钾指数法,前者适用于生活污水、工业废水的测定,后者仅限于测定地表水、饮用水和生活污水。
针对以上方法测定COD的不足,近些年学者又发展了一些新方法,如:相关系数法、连续流动分析法、电化学法等。
4. 研究方案
1、设计方案以邻苯二甲酸氢钾配制的标准液及采集的生活污水为实验对象,分别采用紫外吸收法及红外光谱法采集待测液体的紫外吸光度光谱和红外光谱,对光谱进行不同的预处理后运用偏最小二乘法和线性回归建立标准曲线,通过计算得出待测污水水样的COD值。
2、研究方案采用紫外可见吸收光谱测定几种典型化学需氧量标准物质,主要应用单波长法和全波长法,建立标准曲线或数学模型。
测量几种不同行业污水水样的化学需氧量检验标准曲线或数学模型有效性、稳定性或预测能力。
5. 工作计划
第一学期:第16周:与指导老师对接,商讨毕业论文课题,拟开展工作需要解决核心技术问题,调研文献资料;第17-21周:查阅相应文献,完成开题报告及英文献翻译,拟制定实验方案。
第二学期:第1周:采购相关试剂及相关耗材,制定具体的实验方案及实施细则;第2-4周:掌握紫外吸收法检测COD原理,绘制紫外吸收法对水中COD测定的标准曲线对不同类型水样COD数据分析方法进行汇总;第5-8周:掌握近红外光谱法监测COD原理,同上; 第9-11周:整理与实验相关的资料,总结分析实验数据,总结实验工作成果,撰写论文;第12-13周:提交毕业论文,制作PPT,准备毕业论文答辩。
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