物理吸收法（UV紫外法）测量COD的原理是什么？

物理吸收法（UV 紫外法）测量 COD 的核心原理，是基于朗伯 - 比尔定律（Lambert-Beer Law） 和有机物的紫外吸收特性—— 水中的还原性有机物（COD 的核心贡献者）对特定波长的紫外光具有选择性吸收，通过测量紫外光的吸收强度，可间接推算出水中有机物的浓度，进而得到 COD 值。

一、核心前提：有机物的紫外吸收特性

COD（化学需氧量）的本质是 “水中还原性有机物被氧化所需的氧量"，而绝大多数还原性有机物（如碳水化合物、蛋白质、油脂、芳香族化合物等）的分子结构中含有共轭双键（C=C）、羰基（C=O）、羟基（-OH） 等官能团。这些官能团会对波长为 254nm（紫外区） 的光产生强烈吸收 —— 这是 UV 法测量 COD 的 “物质基础"。

简单来说：水中有机物浓度越高，对 254nm 紫外光的吸收越强；反之则越弱，这种吸收强度与有机物浓度的线性关系，是 UV 法间接计算 COD 的核心逻辑。

二、关键定律：朗伯 - 比尔定律（定量依据）

UV 法的定量计算玩全依赖朗伯 - 比尔定律，该定律描述了 “光的吸收强度与物质浓度、光在介质中传播距离（光程）" 的定量关系，公式如下：
A = ε × b × c
其中各参数含义如下：

由于实际水样中有机物是 “多种混合物"，无法单独测量每种有机物的 ε 值，因此 UV 法会通过 **“校准曲线"** 简化计算：先使用已知 COD 值的标准溶液（如邻苯二甲酸氢钾溶液），测量其对应吸光度 A，建立 “A-COD" 的线性关系（替代单一 ε 值）；实际测量时，只需检测水样的 A 值，代入校准曲线即可直接算出 COD。

三、传感器结构与测量流程（原理落地）

UV 紫外法 COD 传感器的硬件设计围绕 “精准测量吸光度" 展开，核心结构包括光源、检测池、检测器、参比光路四部分，具体测量流程如下：

光源发射特定波长光
传感器内置254nm 紫外 LED 光源（主测量光）和850nm 红外 LED 光源（参比光）。254nm 光用于测量有机物吸收，850nm 光用于消除干扰（浊度、色度对紫外光的非特异性吸收）。

光穿过水样（检测池）
水样流入传感器的 “检测池"（光程 b 固定，如 5mm/20mm/50mm），254nm 紫外光穿过水样时，部分被有机物吸收，剩余光（透射光）到达检测器；同时 850nm 红外光也穿过水样，几乎不被有机物吸收（仅被浊度、悬浮物吸收）。

检测器接收并计算吸光度
检测器分别接收 “254nm 透射光强度（I）" 和 “初始 254nm 光强度（I₀）"，通过公式 A = log(I₀/I) 计算出 “有机物相关吸光度"；同时通过 850nm 光的吸收强度，扣除 “浊度 / 悬浮物导致的额外吸光度"，得到净吸光度（A 净）。

换算为 COD 值
传感器根据预先校准好的 “净吸光度 - COD" 曲线，将 A 净直接换算为 COD 测量值，最终显示或输出数据（如 4-20mA 信号、RS485 通讯）。

四、UV 法的核心优势与局限性（原理衍生特性）

UV 法的特性玩全由其 “物理吸收" 原理决定，与化学氧化法（重铬酸钾法）形成鲜明对比：

1. 核心优势

无需试剂，运维简单：仅依赖光的吸收，无需添加氧化剂、催化剂（如硫酸银），避免了试剂消耗、废液处理的成本和麻烦。

响应速度快：从水样进入检测池到出结果仅需几秒至几十秒（化学法需加热回流 2 小时），适合实时在线监测。

无二次污染：因无化学试剂参与，不会产生含重金属（如汞）、强酸的废液，环保性更强。

2. 局限性（原理带来的固有问题）

需提前校准，依赖标准曲线：不同水样中有机物的种类（如生活污水 vs 印染废水）不同，其平均摩尔吸光系数 ε 存在差异，若用通用校准曲线测量，可能导致误差（需用目标水样的标准溶液重新校准）。

易受干扰物质影响：

浊度（悬浮物）、色度会吸收 254nm 紫外光，导致测量值偏高（需通过 850nm 参比光补偿，或预处理过滤）；

硝酸盐（NO₃⁻）在 254nm 处也有吸收，若水样中硝酸盐浓度高（如地下水），会误计入 COD 值（需额外校正或选择抗硝酸盐干扰的传感器）。

量程有上限（光饱和效应）：当水样 COD 过高（如 > 2000mg/L）时，254nm 紫外光会被有机物WAN 全吸收（透射光 I≈0），吸光度 A 超出线性范围（即 “光饱和"），需稀释后才能测量（化学法可通过调整试剂浓度扩展量程）。

总结

UV 紫外法测量 COD 的本质是：利用有机物对 254nm 紫外光的选择性吸收，通过朗伯 - 比尔定律将吸光度转化为 COD 值。其核心优势是快速、无试剂，适合在线实时监测；但需解决校准匹配、干扰补偿、高浓度稀释等问题，才能确保测量精度。