紫外線分光光度計的在環保中的應用

徐陽純，梁潔怡，王志強，李維嘉

( 中國廣州分析測試中心，廣東省化學危害應急檢測技術重點實驗室，廣東 廣州 510070 )

1 引言

當各種環保問題層出不窮的狀態下，人們日益關注環境保護問題，并在科學技術不斷發展和進步的條件下，采用先進的紫外線分光光度計法進行環境保護監測，是一種先進的、全新的、精準度較高的環保檢測方法，相較于傳統的環保監測方法而言，體現出快速、簡便、易于操作的特點，能夠較好地實現對污染源的監測，結合監測數據分析和判定監測范圍內的污染物種類，準確獲悉定位污染物的準確位置，有較高的環保監測效率。

2 紫外可見分光光度計概述

紫外可見分光光度計是一種常規分析儀器，在不同的光路設計原理下，可以分為雙波長分光光度計、單光束分光光度計等類型，包括有輻射源、單色器、檢測器等內部構件和元素，具體來說主要有：(1)輻射源。這是能夠提供足夠輸出功率的穩定而連續光譜，如：鎢燈、鹵鎢燈、氘燈、氫燈、可調諧染料激光光源等。(2)單色器。它的內部構件有入射、出射狹縫、透鏡系統、棱鏡及光柵等色散元件，能夠產生高純度單色光束。(3)試樣容器。它主要是對盛放的試液進行吸光度的測量，光程通常在0.5～10cm，石英池適用于紫外可見區，玻璃池適用于可見區。(4)檢測器。它具有快速掃描、靈敏性高的特點，如：光電管、光電倍增管、光導攝像管、光電二極管矩陣檢測器等。(5)顯示裝置。該裝置可以記錄并顯示圖譜、數據及操作條件，是必不可少的重要裝置之一。

紫外線分光光度計是以物質的吸收光譜為依據，探討和研究物質內部構成、組分及相互作用的儀器，是在朗伯--比耳定律的光吸收基本定律條件下，測定物質中的分子和原子吸收入射光中的特定波長的光能量而發生的分子振動能級躍遷和電子能級躍遷狀態，利用不同物質有其特定的吸收光譜曲線，依據吸收光譜中某些特征波長處的吸光度的高低，而判斷測定出該物質的含量，較好地實現對測定物質的定性分析和定量分析。它的主要特點包括有以下方面：(1)靈敏度高、選擇性好。由于紫外可見光分光光度法的入射光以棱鏡或光柵為單色器，通過控制配合可以獲得一條譜帶極其狹窄的單色光，其測定的靈敏度可以達到1～10μg/m，光度計定量測定的精密度可以達到0.5%。(2)無須樣品分離裝置。紫外線分光光度計法主要選用純度較高的單色光，在對兩種或兩種以上的樣品組分進行測定時，無須進行樣品預先分離處理，只要選擇樣品組分特征波長的單色光即可實施測定和分析。(3)定量分析方法多樣化。紫外線分光光度計法有多種不同的定量方法，如：線性回歸定量法；百分消光系數與摩爾消光系數換算法等，是一種極具實效性的測定分析方法。

3 紫外線分光光度計在環保檢測中的應用分析

在將紫外線分光光度計應用于環保監測的過程中，可以在將待測污染物樣品進行粉碎處理的前提下，滴入堿性提取液，采用浸出提取的方式，使浸出液中的Cr6+與酸性環境中的二苯碳酰二肼發生化學反應，產生紫色絡合物，然后再在波長540nm處進行分光光度法測定，同時采用外標法進行數據定量分析，從而獲取精準的檢測數據和結果，使之成為環境監測保護的數據支撐。

3.1 紫外線分光光度計在水和廢水中的監測應用

在對水質的常規監測之中，通常采用紫外線分光光度法，由于水系包涵有水相(溶液)、固相(懸浮物或底質)、生物相(水生生物)等不同成分，對于待測物的濃度干擾影響較大，如：當干擾物質與被測物質直接結合時，會導致檢測結果偏低；當干擾物質與被測物質具有相同反應時，會導致檢測結果偏高；當干擾物質與分析用的試劑產生化合作用時，則會阻礙試劑與待測物質的反應。為此要注重監測分析方法的合理運用，采用不同的方法消除干擾，具體來說主要包括有：(1)物理蒸餾法。這種方法可以較好地分離被測物質，去除干擾物質。(2)調節PH值，使被測物質產生反應，實現對相關元素的準確測定。(3)利用氧化還原反應可以將試劑中的干擾物質轉換為不會產生干擾作用的價態。(4)添加絡合劑以分離干擾離子。(5)利用有機溶劑的萃取或反萃取方法消除干擾。(6)沉淀分離反應。(7)采用濕法消解或干法灰化的措施，消除其他物質的干擾和影響。

紫外線分光光度法可以通過波長掃描的方式，快速測定廢水中的微量苯酚，在苯酚的最大吸收峰為269.3nm左右的波長下，測定不同濃度的苯酚標準樣品的吸光度，繪制相關曲線并計算苯酚在中性溶液中的表觀摩爾吸光系數為1524.58L/mol；然后再通過定量測定的方式，測定并計算廢水中苯酚的吸光度，獲悉廢水中苯酚的濃度為39mg/L。

3.2 紫外線分光光度計在大氣污染中的監測應用

紫外線分光光度計法也有自身的局限性，它無法實現對顆粒污染的監測，因而難以對大氣污染中的氣溶膠組分進行監測和分析，而只能對大氣污染中的氣態污染物進行監測，可以通過監測大氣中的臭氧含量的方式，觀察并監測數據，以此判定和分析大氣層的狀態，獲取大氣層是否被破壞的數據資料，為大氣污染處理和整治提供數據基礎。

3.3 紫外線分光光度計在土壤污染中的監測應用

紫外線分光光度計能夠實現對土壤污染中的重金屬含量的檢測，由于工業污染排放會產生各種污染性的重金屬物質，加之土壤自身攜帶的重金屬成分，會導致土壤質量下降。因此，通過采用紫外線分光光度計法標記土壤中的重金屬含量，可以較好地凈化土壤，減輕土壤的負擔。

3.4 紫外線分光光度計在有機物污染中的監測應用

有機物的污染成分相對復雜，通常分布于大氣、土壤、水體之中，可以采用紫外線分光光度計法，實現對這些有機物中污染成分的監測，分析有機物的含量，并據此出具監測報告和說明。

4 紫外線可見分光光度計法在食品檢測中的應用

由于當前食品安全事件頻發，引發社會極大的關注，為此可以引入紫外線可見分光光度計法，用于對食品的安全檢測。

4.1 光度測量

可以利用紫外線可見分光光度計測定成分單一、具有相同顏色的產品，準確地測定食品的吸光度數值。

4.2 食品成分定性分析

由于不同的物質具有不同的吸收光譜曲線，通過物質吸收光譜中特殊波長的峰值、波形變化，可以檢測食品中的物質含量。如：可以運用紫外線分光光度法檢測食品中的復合型防腐劑、復合型鮮味劑等，較好地排除食品中不應當使用的添加劑。

4.3 成分定量分析

可以運用紫外線可見分光光度計檢測食品中的蛋白質、DNA等生物分子，科學準確地檢測食品中的不同組分的含量。

5 總結與展望

綜上所述，紫外線分光光度計法是先進、實效性的監測方法，要在明晰紫外線分光光度計法的應用特點及原理的條件下，全面分析紫外線分光光度計法在環保、食品安全等領域中的應用，科學準確地獲悉物質含量，采用定性分析和定量分析的不同方法，較好地促進紫外線分光光度計監測的多功能化、集成化、便捷化發展和進步，使之成為環境、食品安全的有力數據支撐。