分享至
我们的水有多干净？
水是生命之源，我们的生活生产都离不开水。然而，光有水是不够的，地球上淡水（可饮用水）资源只占3%不到。今天，我们测量了各种饮用水和地表水样本的光谱，来看看来自不同品牌/地区的可饮用水样品有何光谱差异。
瓶装水和自来水样品
在发达国家与地区，无论是当地市政供水提供的饮用水，还是瓶装水制造商，都受严格监管。我们很好奇这两种水是否有一些光谱差异，因此使用海洋HDX光谱仪进行测量。
海洋光学HDX光谱仪
我们从美国东南部一家杂货店的几个瓶装水样本开始测试。
首先是：泉水。据美国食品和药物管理局的说法，泉水“来自地下水层，水从中自然流向地球表面”。这些泉水样品的组成似乎有所不同，具体取决于它们来自哪个工厂或公司（图1）。
图 1.杂货店品牌泉水
接下来，我们测量了用于饮料或制备食物的饮用水。来自同一家杂货店的饮用水样本显示出比泉水更多的紫外光谱活性（图 2），这表明可能存在更多溶解的固体或有机物。
图 2.杂货店品牌饮用水
为进行比较，我们还测试了当地的自来水样本。它具有比瓶装水更弱的紫外峰，但在240-290nm处显示出更多的活性（图3）。这可能是由于其增加了氟化物等水处理方法，以及输送水管道中的痕量污染物。
图 3.市政（自来）水，佛罗里达州圣彼得堡
为完善我们对受监管水源的调查，我们测量了一个市面上比较昂贵的瓶装水品牌Fiji的样本。虽然这种水的售价大约是杂货店品牌的6倍，但我们测试的Fiji瓶装水具有与杂货店品牌泉水样品非常相似的光谱特性（图4）。
根据资料，某些瓶装水品牌的年销售额达数十亿美元，消费者似乎并不介意额外的费用。
图 4.高端瓶装水Fiji
融雪，地面雪和湖泊水样
为更好了解欠发达国家（或地区）的水质，我们还测试了来自美国两个不同地区的地表水，这两个地区截然不同。
在太平洋西北地区，我们测试了在华盛顿州斯波坎山附近收集的融雪（图5）和地面积雪（图6）。
图5. 融雪，斯波坎山，华盛顿州
图6. 地面积雪，斯波坎山，华盛顿州
斯波坎山海拔近6，000英尺，平均每年降雪约163英寸（413厘米），距离斯波坎约35英里，斯波坎是一个人口约220，000的城市。有趣的是，斯波坎山的水样在光谱上与杂货店的泉水和饮用水样本非常相似。
结论
光谱法测水质靠物质的特征光谱研究其组成、结构及存在状态。光谱分析法具有方便快捷，灵敏准确的特点，因此成为当今广泛使用的分析方法之一。
海洋光学光纤光谱仪体积小巧、易于集成、自动化生产工艺确保了仪器间的一致性，非常适合集成于各大水质监测系统中。
