一、比色計的工作原理與基本結(jié)構(gòu)

 比色計的工作原理基于朗伯 - 比爾定律，該定律指出當(dāng)一束單色光通過均勻、非散射的溶液時，溶液對光的吸收程度與溶液的濃度及液層厚度成正比。其基本結(jié)構(gòu)通常包括光源、濾光片、比色皿、檢測器和顯示裝置。光源發(fā)出的復(fù)合光經(jīng)過濾光片后，得到特定波長的單色光，該單色光透過裝有水樣的比色皿，水樣中的待測物質(zhì)吸收部分光線，使透過光的強度發(fā)生變化。檢測器捕捉到這一變化，并將其轉(zhuǎn)化為電信號，最終由顯示裝置以吸光度的形式呈現(xiàn)出來。通過與標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度進行對比，就能計算出待測水樣中目標(biāo)物質(zhì)的濃度。

       二、比色計在水質(zhì)測定中的操作流程

     （一）準(zhǔn)備工作

       1. 儀器校準(zhǔn)：在使用比色計前，必須進行校準(zhǔn)操作，以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。使用蒸餾水或空白溶液作為參比，將比色計的吸光度調(diào)零，使儀器處于初始狀態(tài)。

       2. 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制：根據(jù)待測物質(zhì)的性質(zhì)和濃度范圍，配制一系列已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液。標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度應(yīng)涵蓋待測水樣中目標(biāo)物質(zhì)可能出現(xiàn)的濃度范圍，且濃度梯度要合理設(shè)置，以便繪制準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

       3. 樣品采集與預(yù)處理：在采集水樣時，要確保樣品具有代表性，避免受到外界污染。采集后的水樣可能需要進行過濾、稀釋、消解等預(yù)處理操作，以去除雜質(zhì)、調(diào)整濃度或使待測物質(zhì)轉(zhuǎn)化為適合比色測定的形態(tài)。

     （二）比色測定

       1. 吸光度測量：將標(biāo)準(zhǔn)溶液依次倒入比色皿中，放入比色計的樣品槽內(nèi)，測量其吸光度。測量時要注意比色皿的清潔和透光性，避免氣泡的存在影響測量結(jié)果。記錄每個標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度值。

       2. 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制：以標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為橫坐標(biāo)，對應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。通常情況下，標(biāo)準(zhǔn)曲線應(yīng)為一條直線，若出現(xiàn)偏差，需檢查實驗操作是否有誤或重新配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。

       3. 水樣測量：將預(yù)處理后的水樣倒入比色皿中，按照與標(biāo)準(zhǔn)溶液相同的操作步驟測量其吸光度。記錄水樣的吸光度值。

     （三）結(jié)果計算

       根據(jù)水樣的吸光度值，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查找對應(yīng)的濃度值，即為水樣中待測物質(zhì)的濃度。若水樣經(jīng)過稀釋處理，還需根據(jù)稀釋倍數(shù)對測量結(jié)果進行校正。

       三、比色計在常見水質(zhì)指標(biāo)測定中的應(yīng)用

     （一）氨氮的測定

      氨氮是水體中氮的一種重要存在形式，過量的氨氮會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，影響水質(zhì)和水生生物的生存。在氨氮的比色測定中，常用納氏試劑法。水樣中的氨氮與納氏試劑反應(yīng)生成黃棕色絡(luò)合物，該絡(luò)合物在特定波長下有較強的吸光性。通過比色計測量吸光度，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線即可計算出氨氮的濃度。

    （二）硝酸鹽氮的測定

     硝酸鹽氮是水體中另一種常見的含氮化合物，高濃度的硝酸鹽氮對人體健康有潛在危害。酚二磺酸分光光度法是測定硝酸鹽氮的常用比色方法。在無水條件下，硝酸鹽與酚二磺酸反應(yīng)生成硝基二磺酸酚，在堿性溶液中呈現(xiàn)黃色，利用比色計測量黃色溶液的吸光度，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)曲線確定硝酸鹽氮的含量。

     四、比色計應(yīng)用中的注意事項

    （一）試劑選擇與保存

    使用純度高、穩(wěn)定性好的試劑，并按照要求妥善保存。一些試劑可能對光、熱敏感，需要避光、低溫保存，以防止試劑變質(zhì)影響測定結(jié)果。

   （二）儀器維護

     定期對比色計進行清潔、校準(zhǔn)和維護，確保儀器的性能穩(wěn)定。及時更換老化的部件，如光源、濾光片等，以保證測量的準(zhǔn)確性。

   （三）環(huán)境因素控制

     比色計在水質(zhì)測定中具有操作簡便、快速準(zhǔn)確、成本低廉等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于各種水質(zhì)指標(biāo)的檢測。通過合理運用比色計的應(yīng)用方法，嚴格遵守操作流程和注意事項，能夠為水質(zhì)監(jiān)測和管理提供可靠的數(shù)據(jù)支持，保障水資源的安全與可持續(xù)利用。