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隨著全球范圍內對環境保護、水資源可持續利用以及水全的日益重視,為滿足世界各國日趨嚴格的環保法規要求和不斷發展的水處理工業市場的需求,作為獲取水質信息的源頭技術,在線水質分析儀器及其應用技術得到了巨大的發展機會。同時,計算機科學、分析學、材料科學等相關科學技術的進步,也為在線水質分析儀器技術的發展提供了可靠的技術支撐。國際水協會(IWA)的前身國際水污染研究協會(IAWPR)自1973年就開始了組織主題為ICA(Instrumentation-儀表,Control-控制and Automation-自動)的專題會議,專門推廣和研究水處理領域的在線水質分析儀器及過程控制的應用。
隨著現科學技術的發展,特別是分析學、材料科學、電子科學以及包括計算機技術和通訊技術、自動控制技術在內的系統工程成套自動技術的發展, 再加上水質科學自身的發展與進步,從以下介紹的多個維度共同推動了在線水質分析儀器技術的發展。首先,在測量原理方面,除了傳統的電學、光學、光電比色法原理,激光誘導擊穿光譜、混合多光譜分析、X射線熒光分析、三維熒光光譜、生物技術等各種新的測量原理被應用到了在線水質分析儀器;同時,流動注射分析技術的發展和應用,使得儀器分析時間大大縮短,增強了在線分析技術實時性的優點。
光學分析法(optical analysis),是以物質發射或吸收電磁輻射以及物質與電磁輻射相互作用(發光、吸收、散射、光電子發射等)來對待測樣品進行分析的方法??梢苑譃楣庾V法和非光譜法兩大類。非光譜分析法,是基于物質引起輻射的方向或物理性質的改變,檢測被測物質的某種物理光學性質,進行定量、定性分析的方法,非光譜分析法不考慮物質內部能量的變,包括了折射法、散射光法等。光譜分析法,是以光輻射能與物質組成和結構之間的內在聯系或者以光譜或波譜的測量為基礎,利用物質的光譜特征,進行定性、定量及結構分析的方法。按物質能級躍遷的方式,光譜分析法又分為三種基本類型:發光光譜法(包括分子熒光分析法、X射線熒光分析法等)、吸收光譜法(包括紫外可見分光光度法、紅外分光光度法等)以及散射光譜法(如最近比較熱門的拉曼散射光譜法)。