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近來,世界衛(wèi)生組織(WHO)也在其發(fā)布的《再生水飲用回用:全飲用水生產(chǎn)指南》中指出需要在再生水飲用回用系統(tǒng)全流程的關鍵控制點實施運行監(jiān)測,并建議盡量采用在線監(jiān)測儀器進行數(shù)據(jù)實時監(jiān)測和記錄。在技術進步和法規(guī)的推動下,越來越多的在線水質(zhì)分析儀器被應用到環(huán)境監(jiān)測、廢水排放監(jiān)測,以及各種水處理工藝的過程控制系統(tǒng)中了。在中國,伴隨著改革開放40年經(jīng)濟高速發(fā)展的城鎮(zhèn)與工業(yè)進程,無論是在城鎮(zhèn)過程中大量的自來水水廠和污水處理廠建設,還是工業(yè)進程中各種火力發(fā)電廠、石油工廠、大型冶金企業(yè)、食品釀造廠等高耗水工業(yè)企業(yè)的興建,都給予了在線水質(zhì)分析儀器巨大的市場空間,在此基礎上,中國的在線水質(zhì)分析儀器行業(yè)獲得了空前的成長機會,中國的在線水質(zhì)分析儀器技術有了顯著的發(fā)展和長足的進步,在線水質(zhì)分析儀器的可靠性得到了市場和權威機構的廣泛認可。
一直以來,在線水質(zhì)分析儀器技術都是沿著在線分析儀器研發(fā)制造技術和在線水質(zhì)分析儀器應用技術兩個方面同時發(fā)展的。根據(jù)ISO標準的定義,有兩種形式的在線水質(zhì)分析儀器:在線分析傳感器和比較復雜的自動分析設備或者裝置。第一的在線水質(zhì)分析儀器常常是以在線分析傳感器+顯示控制器的形式出現(xiàn)的,儀器通常結構都比較簡單,通過傳感器直接和被測水樣接觸獲得水質(zhì)指標的數(shù)據(jù)。最初可以測量的水質(zhì)指標,主要是一些簡單的物理指標和成分指標,如水溫、電導率、PH、ORP、溶解氧等;接著是濁度、懸浮物濃度等光學原理的傳感器;隨著電學分析技術的發(fā)展,氟離子、銨離子、硝等多種離子選擇電極法原理的在線水質(zhì)分析傳感器也開始進入市場。由于傳感器和水樣直接接觸,無法像實驗室人工分析時進行樣品預處理及去除樣品中干擾物質(zhì),在面對水質(zhì)復雜的水樣(高溫、高壓、含油、硫物、重金屬、懸浮物、高度、腐蝕性氣體等各種雜質(zhì))時的適用性受到很大局限,最初的測量對象主要是地表水、飲用水、市政污水以及工業(yè)純水等水質(zhì)情況較為簡單的水體。
隨著現(xiàn)科學技術的發(fā)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(nèi)的系統(tǒng)工程成套自動技術的發(fā)展, 再加上水質(zhì)科學自身的發(fā)展與進步,從以下介紹的多個維度共同推動了在線水質(zhì)分析儀器技術的發(fā)展。首先,在測量原理方面,除了傳統(tǒng)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(zhì)分析儀器;同時,流動注射分析技術的發(fā)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(yōu)點。