因化肥农药过度使用、化工副产物和生活污水等滥排放,导致有机污染物对水资源、水环境的造成严重破坏,化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)作为表征有机物浓度的参数,快速准确的监测水体COD成为环境保护的迫切需求,同时也给水体COD监测技术带来了更大的挑战。传统的化学检测方法有诸多弊端,样品运输、未能实时测量、二次污染等缺陷已严重制约环保现代化、自动化的发展。光谱法检测技术作为一种实时快速检测方法和分析技术,具备检测效率高、原位检测、携带方便、检测精度高等优势,可很好克服传统分析方法的瓶颈,并满足现代环境检测的发展要求。本课题通过研究国内外COD检测方法的发展现状,开发一种基于紫外光谱的便携式水体COD传感检测设备,在测定水体中有机污染物浓度时,将仪器的光纤探头投入水体中即可完成对水样吸收光谱的采集,通过实验训练建立吸光度与COD值之间的回归模型,将其植入到传感设备的光谱处理软件中,进而计算出水体COD值,本论文的研究内容主要有:1分析了目前水质检测技术发展现状,重点介绍了光谱法检测水体COD技术的基础理论,主要包括:光谱法检测机理、光谱获取方法、光谱的预处理方法、模型建立算法和评价参数等,为后续研究奠定理论基础。2研究开展了具体的实验,验证了光谱学方法检测COD的可行性,对比了紫外与近红外方法的预测效果,选取了水体有机污染物的吸收特征波段,获得了基于紫外的检测模型。首先用城市废水,分别获取紫外吸收光谱和近红外光谱,通过使用不同波段的光谱建模,对比建模的效果,选取特征波段,并用不同的光谱预处理方法结合PLS、MLR建立回归模型。分析结果发现,紫外吸收光谱经过S-G平滑后可以较好的提升建模效果。基线校正+S-G平滑法可以提升近红外光谱模型的预测精准度。对比分析了近红外和紫外光谱方法利用PLS、MLR建模的预测效果。紫外吸收光谱基于PLS建模的预测集的最高相关系数R2为0.9921,RMSEP为10.4386;MLR建模的预测集R2为0.9280,RMSEP为19.0746。近红外光谱基于PLS建模预测集的最佳R2为0.9877,RMSEP为5.9760;MLR所建模型的预测集R2为0.9573,RMSEP为11.2962。3设计开发基于USB2000光谱仪的便携式水体COD测量仪器。该便携式测量仪器包括物理硬件和光谱处理软件两部分,硬件包括机箱外壳、光纤、电压转换模块、光源、电子控制模块、电源模块和触摸屏,软件部分包括模型加载模块、光谱采集模块、显示模块和参数设置等模块。最后对仪器的性能进行了实验验证和分析,验证结果表明传感设备可以用于水体COD检测应用。