熒光碳點在環境監測中的應用分析

馮蕾

摘 要：熒光碳點是一種分析技術，在以往常被當作金屬檢測技術來使用，在應用當中，這種方法體現出了較高靈敏度，檢測限可達10-12，相比于其他檢測技術，例如分光光度法、比色法等要高出許多，而因為此方法的優異性能，在現代的環境監測工作當中，開始廣泛應用此項技術，因為現代環境中存在許多無機物、有機物污染現象，所以熒光碳點具有良好的適用性。

關鍵詞：熒光碳點；環境監測；應用

中圖分類號：O657.3 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0382-01

引 言

在以往的應用當中，熒光碳點能夠對成本復雜、含量微小的無機物、無機物成分進行檢測，確認兩者的類型、規模、程度等，而這種表現恰恰符合環境監測工作的需求，因此通過熒光碳點可以有效提高環境監測工作的能效。本文主要分析熒光碳點在環境監測當中的應用，了解熒光碳點在此項工作當中的常見應用方法，再分析其應用結果。

1 熒光碳點在環境監測工作中的應用

1.1 無機物監測

無機物是一種常見的環境污染物質，所以對無機物進行監測，可以有效保障環境的質量。目前，環境監測單位常使用熒光碳點中的直接熒光法、熒光猝滅法、動力學熒光法來對無機物進行監測，下文將對這3種方法進行分析：

（1）直接熒光法。直接熒光法主要能夠對無機物當中的金屬離子進行檢測，其檢測原理在于：將無機物樣品與有機熒光試劑相互結合，此時因為有機熒光試劑對無機物內金屬離子的檢測作用，其會強度會隨著金屬離子的濃度而發生改變，此時通過熒光強度動態變化，既可以了解到無機物金屬離子的濃度，最終結合相關的規程來判定無機物是否存在污染現象。這種方法因為其熒光實際多為鉻變酸，所以不會受到60種左右陰、陽離子的干擾，可以直接跳過預處理部分，直接對樣品進行監測而得名，是一種使用簡便、結果準確的無機物監測方法[1]。

（2）熒光猝滅法。熒光猝滅法主要采用熒光猝滅劑作為監測用劑，而熒光猝滅劑即為無機物金屬離子。在原理上，金屬離子與熒光試劑相互接觸之后，熒光試劑的猝滅程度會因為濃度發生變化，這兩者之間的關系為線性關系，所以將兩者結合之后，觀察熒光試劑的猝滅程度即可判斷無機物的金屬離子濃度。此外，熒光猝滅法除了能對無機物金屬離子進行監測以外，還能對其他非金屬質地的元素進行測定，例如鹵素離子、硝基化合物等。

（3）動力學熒光法。動力學熒光法主要利用催化原理來進行監測，此方法的特點在于：只能對某些特定的金屬離子進行監測，由此可見這種方法具有一定的局限性，但是其監測結果的準確性較高，因此還是具有一定應用價值的。原理上，因為某些特定的金屬離子對于熒光的反應具有催化作用，那么根據催化程度即可判定無機物當中金屬離子的濃度。

1.2 有機物監測

有機物主要是指環境當中包含的有毒物質，其大部分都具有較大的危害，如果濃度過高并被人體吸收，容易造成癌癥、畸形、突變等重大影響，因此值得被相關領域重視。目前有機物的特點主要體現出：高毒性、長殘留性、半揮發性、高脂溶性的特征，因為這些特性的影響，其能夠通過許多渠道來完成傳播，而以往要對有機物進行監測，往往需要大量的時間、成本、資源等，使得環境治理工作的進度不及污染增長的速度。而在熒光碳點之下，可以利用此方法特有的光學性質以及多樣化的活性反應，來實現對有機物的監測，根據前人研究了解到，在熒光碳點的應用之下，改善了傳統有機物監測的弊端。

具體方法上，通過熒光碳點的疏水、配位交換和氫鍵作用，可以將多環芳烴、多氯聯苯、農藥等有機污染毒物吸收，之后因為熒光碳點的活性反應，熒光中的碳點會根據有機毒物的濃度而發生聚集，此時熒光的亮度就會減弱，由此可見此方法的原理與上述熒光猝滅法類似，所以在判定方法上也相對類似[2]。

1.3 微生物監測

微生物并不是一種有害生物，其在某種角度上還能夠實現環境保護作用，因為其對于污染物質具有良好的分解性，那么由此說明微生物的濃度與污染濃度具有一定的關系，即微生物濃度越高，就說明污染濃度相對較低。在熒光碳點之下能夠對微生物進行標記，其碳點會進入微生物的細胞膜、細胞質、細胞核當中，以此通過對碳點的掌握以及分布布局，即可了解到微生物的濃度。此外，通過熒光碳點對微生物進行標記的方法，相比于傳統方法而言，其更加具有現實的經濟意義，同時更加簡便，因此具有良好的應用價值。

2 實例熒光碳點應用結果分析

2.1 實例概況

某地區環境監測工作當中，通過其他方法發現其水體環境當中的無機物、有機物出現嚴重超標現象，因此需要進行治理，但是為了保障治理措施的有效性，需要確認無機物、有機物具體的污染程度，因此該單位采用了熒光碳點技術。

2.2 實例熒光碳點應用過程

主要采用了微生物監測方法，對該地區水體環境當中的微生物進行了標記，以此可以得到微生物的濃度，之后再對水體環境進行取樣，共取得12組樣品，同樣采用熒光碳點法中的直接熒光法、有機物監測方法對無機物、有機物的濃度進行測定，最終將微生物濃度與無機物、有機物的濃度測定結果相互對比，即可確定該地區水體環境質量的超標菌體信息。

2.3 實例熒光碳點應用結果

根據上述方法，實例地區的微生物濃度為1341.5mg/m2；無機物濃度為1421.6mg/m2；有機物濃度為1461.4mg/m2，那么根據對比結果可見，該地區的無機物超標約為80.1mg/m2；有機物超標約為119.9mg/m2。之后針對無機物、有機物的表現，采取了相應的措施進行處理，例如排水措施、微生物植入等，最終依照上述的方法再一次對水體環境中的微生物、無機物、有機物各自濃度進行測定，并將三者測定結果進行對比之后發現，其無機物、有機物的濃度已經地域微生物的濃度，因此說明水體環境的質量初步達標，并在之后的微生物治理效果下，可以使水體環境愈發邊好。

3 結 語

本文主要分析了熒光碳點在環境監測中的應用，分析首先介紹了無機物監測、有機物監測、微生物監測3種熒光碳點在環境監測中的應用方式，之后結合實例，對熒光碳點的應用效果進行了介紹，結果顯示熒光碳點具有良好的應用效果。

參考文獻

[1]王 強，胡旭虎.熒光碳點在環境監測中的應用研究[J].中南民族大學學報（自然科學版），2017，36（4）：22～26.

[2]楊 捷，許 琳，宋金萍，馬 琦.微波法制備氮摻雜碳量子點及其在金屬離子檢測中的應用[J].分析試驗室，2017（12）：1386～1389.

收稿日期：2018-9-14