電化學(xué)原理

• pH 值檢測(cè)：基于能斯特方程，利用 pH 玻璃電極和參比電極插入水樣中，水樣中的氫離子與玻璃膜表面水化層中的氫離子進(jìn)行交換，在不同氫離子濃度的溶液中產(chǎn)生不同的電位差，通過(guò)測(cè)量電位差來(lái)計(jì)算出 pH 值。

• 溶解氧檢測(cè)：常見(jiàn)的有極譜法和原電池法。極譜法中，在電極上施加一定的電壓，溶解氧在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生與溶解氧濃度成正比的擴(kuò)散電流，通過(guò)測(cè)量電流來(lái)確定溶解氧含量。原電池法則是利用溶解氧在兩個(gè)不同金屬電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流，電流大小與溶解氧濃度相關(guān)。

• 離子濃度檢測(cè)：離子選擇性電極法，對(duì)特定離子具有選擇性響應(yīng)的電極與參比電極組成電池，當(dāng)電極與水樣接觸時(shí)，在敏感膜與溶液界面處產(chǎn)生與水樣中特定離子活度相關(guān)的電位差，通過(guò)測(cè)量電位差來(lái)計(jì)算離子濃度，如檢測(cè)鉀離子、鈉離子、氯離子等。

光學(xué)原理

• 濁度檢測(cè)

• 散射光原理：當(dāng)一束光通過(guò)水樣時(shí)，水中的懸浮顆粒會(huì)使光線向各個(gè)方向散射，散射光的強(qiáng)度與懸浮顆粒的數(shù)量、大小和形狀等因素有關(guān)。在一定條件下，散射光強(qiáng)度與濁度成正比，通過(guò)測(cè)量散射光強(qiáng)度來(lái)確定濁度。

• 透射光原理：測(cè)量光線透過(guò)水樣后的光強(qiáng)衰減程度，水中懸浮顆粒越多，光線衰減越嚴(yán)重，根據(jù)光強(qiáng)的減弱情況來(lái)計(jì)算濁度。

• 色度檢測(cè)：利用分光光度法，不同顏色的物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光有特定的吸收特性。通過(guò)測(cè)量水樣對(duì)特定波長(zhǎng)光的吸收程度，與標(biāo)準(zhǔn)比色溶液或標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行對(duì)比，確定水樣的色度。

• 熒光法檢測(cè)：某些物質(zhì)在受到特定波長(zhǎng)的光激發(fā)后會(huì)發(fā)出熒光，熒光的強(qiáng)度與該物質(zhì)的濃度在一定范圍內(nèi)呈線性關(guān)系。例如，利用熒光法可以檢測(cè)水中的石油類物質(zhì)、葉綠素等。

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化學(xué)分析原理

• 余氯檢測(cè)：通常采用比色法或電化學(xué)法。比色法是利用余氯與特定的試劑發(fā)生顯色反應(yīng)，生成具有特定顏色的化合物，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)比色卡或使用分光光度計(jì)測(cè)量吸光度來(lái)確定余氯含量。電化學(xué)法是基于余氯在電極表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生與余氯濃度相關(guān)的電流或電位信號(hào)，從而測(cè)定余氯含量。

• 重金屬檢測(cè)

• 原子吸收光譜法：將水樣中的金屬元素原子化后，當(dāng)光源發(fā)出的特征光輻射通過(guò)原子蒸氣時(shí)，基態(tài)原子對(duì)特征光產(chǎn)生吸收，吸收程度與樣品中該元素的含量成正比，通過(guò)測(cè)量吸光度來(lái)計(jì)算重金屬含量。

• 電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP - MS）：利用電感耦合等離子體將水樣中的物質(zhì)離子化，然后將離子引入質(zhì)譜儀，根據(jù)離子的質(zhì)荷比進(jìn)行分離和檢測(cè)，可同時(shí)對(duì)多種重金屬元素進(jìn)行定性和定量分析。

生物傳感器原理

• 一些水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用生物傳感器來(lái)檢測(cè)特定的水質(zhì)參數(shù)，如生化需氧量（BOD）傳感器。它通常基于微生物在降解有機(jī)物過(guò)程中產(chǎn)生的生物電信號(hào)或其他物理化學(xué)變化，通過(guò)與電極等換能器結(jié)合，將生物信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)或其他可測(cè)量的信號(hào)，從而反映水中可生物降解有機(jī)物的含量。