河流是全球眾多城市和社區(qū)的重要自然資源。保持獲得清潔水以及生態(tài)健康的河流和地表水對于推動區(qū)域經(jīng)濟、支持人類和水生物種的健康以及提供娛樂至關重要。維護河流和湖泊生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性需要研究人員、監(jiān)管機構、行業(yè)和公民之間的合作，以及適應性強的光學傳感技術，以幫助監(jiān)測水質和成分的變化。

科學家們正在使用光譜學等技術來跟蹤流水及其周圍環(huán)境的穩(wěn)定性和健康狀況。在水中發(fā)現(xiàn)的許多材料都具有光學響應，例如反射率，吸光度或熒光，可以使用光學傳感器和光譜儀進行測量。光譜學等光學傳感技術提供紫外-可見分光光度計數(shù)據(jù)，以幫助人類提高對河流和湖泊生態(tài)福祉的理解和監(jiān)測。隨著科技的迭代更新和時間的推移，光譜儀變得更便攜、更智能、更容易操作。便攜式、緊湊型的光纖光譜儀可以直接安裝在環(huán)境中，進行現(xiàn)場觀測，具有原位測量的便利性。1便攜性儀器體積輕便，更容易操作，易于室外攜帶2原位測量可直接在現(xiàn)場安裝，省去遠距離樣本攜帶成本3快速檢測媲美實驗室光譜儀的檢測精度，滿足各種檢測要求4數(shù)據(jù)管理專業(yè)的數(shù)據(jù)管理平臺，聯(lián)網(wǎng)進行云端遠程管理

便攜式光譜儀的優(yōu)勢功能吸引了廣泛的用戶，包括對實地工作的準確性感興趣的研究人員和科學家以及環(huán)境監(jiān)測業(yè)務人員。對于后者，他們可以根據(jù)實地探測的需求，將具有成本效益和高度定制的光譜組件與堅固耐用的復雜儀器相結合，創(chuàng)造出新的實地采樣方法，促進了產(chǎn)品創(chuàng)新。通過光譜儀測試樣本的吸光度、反射率、輻照度和熒光光譜等，能夠獲得以下與水質相關的各種指標的信息：

葉綠素濃度

高葉綠素水平與高濃度的營養(yǎng)物質有關，這可以追溯到化糞池系統(tǒng)泄漏、廢水處理廠運行不良和肥料徑流。

懸浮沉積物

如粘土、土壤和淤泥顆粒，使水更加渾濁，并可能影響水質

總溶解固體

包括鹽、礦物質和金屬，可能表明存在其他污染物，損害水生物種并破壞生態(tài)系統(tǒng)。

顆粒物

其含量的增加會影響光的穿透深度，導致淺水湖泊和海灣更快地填滿并窒息底棲生境（在河流或湖底發(fā)現(xiàn)的棲生境），影響植被生長和浮游植物等水生生物。

光譜檢測實例

來自美國一光譜儀公司的應用科學家測試了光譜學測量水質的功效?？茖W家們評估了佛羅里達州大坦帕灣地區(qū)兩個湖泊的水樣。在第一個實驗中，研究人員使用緊湊型模塊化光譜儀測量了湖水樣本以確定葉綠素a的濃度。在湖面的三個點收集樣品并進行吸光度測量（下圖）。每個樣本都顯示出不同的濃度水平，很可能與水溫、陽光照射和營養(yǎng)濃度的差異有關。在河水中也可以進行類似的測量，其中葉綠素a的濃度隨停留時間（物質在水中的持續(xù)時間）、河流流量和其他標準而變化。

湖水樣品中的葉綠素a濃度（毫克/升）。在三個點收集水樣，并使用模塊化測量葉綠素a濃度的差異 光譜儀配置為吸光度。OD：光密度。

另一個令人感興趣的水質參數(shù)是湖泊和河流中顆粒物的存在。例如，德國一家光譜傳感器公司將光譜儀集成到其環(huán)境監(jiān)測儀器中，其太陽能系統(tǒng)可以測量雪的反射率（下圖）。目的是檢測灰塵、黑碳和藻類的光譜信息，這些證據(jù)會影響融雪過程的速度、徑流的化學特性以及水流入附近山間溪流和河流后的富營養(yǎng)化（營養(yǎng)物質和礦物質的積累）。

由小型太陽能電池板供電的基于光譜儀的系統(tǒng)測量雪的反射率并跟蹤灰塵、藻類和污染中的雜質。近年來，使用靈活的光學傳感工具來理解和獲取有關地表水的信息以及獲取此類信息的能力有了顯著提高。更高分辨率的光學傳感儀器以及更復雜算法的出現(xiàn)，能夠有助于科研人員從光學特性中提取的數(shù)據(jù)，適應不斷變化的監(jiān)管需求，以實現(xiàn)更清潔、更健康的淡水生態(tài)系統(tǒng)。

虹科便攜式光譜儀

01紫外/可見光光譜儀

IndiGo是一款經(jīng)濟實惠的模塊化、便攜式的光譜儀，體積只有手掌大小，通過USB-C與電腦連接，通過藍牙與智能手機連接。

該光譜儀允許測量370 nm至810nm的發(fā)射、吸收或透射光譜，分辨率為1.5 nm。

我們提供多個與 IndiGo可信兼容的模塊，這將允許您使用光譜儀進行多種模式的測量：光纖適配器、UVA-LED光源模塊、UAB/UVB-LED光源模塊、激光誘導熒光(LIF)、基于比色皿的化學分析模塊

02紅外光譜儀

IndiGo NIR 是一款便攜式、連接式、價格合理的近紅外光譜器。它通過藍牙連接到智能手機、平板電腦或有線連接到 PC。這款光譜儀可以測量從720nm到1040nm的發(fā)射、吸收和透射光譜，分辨率 約為 2nm。

我們還提供 IndiGo NIR 兼容的模塊，如：固體上的近紅外反射、比色皿中液體的近紅外吸收/反射，為您提供光譜儀的額外功能。