Espectroscopia, eletroquímica e cromatografia são as três principais tecnologias atuais no campo da detecção de poluentes hídricos, cujos princípios e vantagens podem ser analisados de acordo com os seguintes pontos de vista:
A espectrometria é baseada na interação da matéria com as ondas eletromagnéticas e permite a detecção através da medição do espectro de absorção, emissão ou dispersão. Por exemplo, a espectroscopia UV-visível usa picos de absorção de matérias orgânicas em determinadas bandas para análise quantitativa, e a espectroscopia de fluorescência calcula a concentração de poluentes pela intensidade de fluorescência emitida pelas moléculas em estado excitado. Suas vantagens são que não são necessários reagentes químicos, nenhuma poluição secundária, monitoramento multiparâmetro em tempo real e baixos custos de manutenção do equipamento. No entanto, a espectrometria única é vulnerável a efeitos de matriz, como nitratos na água e matérias orgânicas que podem ocultar o sinal alvo, levando a uma capacidade insuficiente de generalização do modelo e a necessidade de combinar algoritmos quimiométricos para melhorar a precisão.
O método eletroquímico baseia-se na reação de oxidação-redução que ocorre na superfície do eletrodo para refletir a concentração de poluentes através de mudanças de corrente ou tensão. A detecção de COD, por exemplo, mostra que a corrente gerada quando o material orgânico é oxidado no eletrodo é proporcional ao conteúdo, com alta sensibilidade, resposta rápida (em segundos) e suporte para monitoramento contínuo on-line. No entanto, os eletrodos são vulneráveis à qualidade da água, como o pH, íons metálicos podem interferir com a reação e necessitam de calibração regular; A superfície do eletrodo é poluída após o uso prolongado, o custo de manutenção é alto e é difícil detectar vários parâmetros ao mesmo tempo.
A cromatografia permite a separação de substâncias através de diferenças de distribuição entre a fase fixa e a fase de fluxo, em combinação com o detector para completar a análise quantitativa. A cromatografia a gás é boa para detectar substâncias orgânicas voláteis e a cromatografia líquida é aplicável a poluentes com grande peso molecular e má estabilidade térmica (como pesticidas, fenóis). Sua alta eficiência de separação e sensibilidade de detecção podem chegar ao nível de Danak, mas o equipamento é complexo, caro e requer operação profissional, geralmente em combinação com espectroscopia de massa para melhorar a capacidade qualitativa.
Contraste integral: a espectrometria é adequada para triagem rápida e monitoramento em tempo real, mas a precisão é limitada ao modelo; O método eletroquímico prevalece na sensibilidade e velocidade de resposta, mas a estabilidade e a capacidade de detecção multiparâmetro são insuficientes; A precisão cromatográfica e a capacidade de separação são notáveis, mas os custos e limiares operacionais são elevados. Em aplicações práticas, muitas vezes são usadas combinações de acordo com as necessidades do cenário, como espectrometria para alerta precoce on-line e cromatografia para confirmação de laboratório, para equilibrar eficiência e precisão.