紫外线分光光度计的在环保中的应用

徐阳纯，梁洁怡，王志强，李维嘉

( 中国广州分析测试中心，广东省化学危害应急检测技术重点实验室，广东 广州 510070 )

1 引言

当各种环保问题层出不穷的状态下，人们日益关注环境保护问题，并在科学技术不断发展和进步的条件下，采用先进的紫外线分光光度计法进行环境保护监测，是一种先进的、全新的、精准度较高的环保检测方法，相较于传统的环保监测方法而言，体现出快速、简便、易于操作的特点，能够较好地实现对污染源的监测，结合监测数据分析和判定监测范围内的污染物种类，准确获悉定位污染物的准确位置，有较高的环保监测效率。

2 紫外可见分光光度计概述

紫外可见分光光度计是一种常规分析仪器，在不同的光路设计原理下，可以分为双波长分光光度计、单光束分光光度计等类型，包括有辐射源、单色器、检测器等内部构件和元素，具体来说主要有：(1)辐射源。这是能够提供足够输出功率的稳定而连续光谱，如：钨灯、卤钨灯、氘灯、氢灯、可调谐染料激光光源等。(2)单色器。它的内部构件有入射、出射狭缝、透镜系统、棱镜及光栅等色散元件，能够产生高纯度单色光束。(3)试样容器。它主要是对盛放的试液进行吸光度的测量，光程通常在0.5～10cm，石英池适用于紫外可见区，玻璃池适用于可见区。(4)检测器。它具有快速扫描、灵敏性高的特点，如：光电管、光电倍增管、光导摄像管、光电二极管矩阵检测器等。(5)显示装置。该装置可以记录并显示图谱、数据及操作条件，是必不可少的重要装置之一。

紫外线分光光度计是以物质的吸收光谱为依据，探讨和研究物质内部构成、组分及相互作用的仪器，是在朗伯--比耳定律的光吸收基本定律条件下，测定物质中的分子和原子吸收入射光中的特定波长的光能量而发生的分子振动能级跃迁和电子能级跃迁状态，利用不同物质有其特定的吸收光谱曲线，依据吸收光谱中某些特征波长处的吸光度的高低，而判断测定出该物质的含量，较好地实现对测定物质的定性分析和定量分析。它的主要特点包括有以下方面：(1)灵敏度高、选择性好。由于紫外可见光分光光度法的入射光以棱镜或光栅为单色器，通过控制配合可以获得一条谱带极其狭窄的单色光，其测定的灵敏度可以达到1～10μg/m，光度计定量测定的精密度可以达到0.5%。(2)无须样品分离装置。紫外线分光光度计法主要选用纯度较高的单色光，在对两种或两种以上的样品组分进行测定时，无须进行样品预先分离处理，只要选择样品组分特征波长的单色光即可实施测定和分析。(3)定量分析方法多样化。紫外线分光光度计法有多种不同的定量方法，如：线性回归定量法；百分消光系数与摩尔消光系数换算法等，是一种极具实效性的测定分析方法。

3 紫外线分光光度计在环保检测中的应用分析

在将紫外线分光光度计应用于环保监测的过程中，可以在将待测污染物样品进行粉碎处理的前提下，滴入碱性提取液，采用浸出提取的方式，使浸出液中的Cr6+与酸性环境中的二苯碳酰二肼发生化学反应，产生紫色络合物，然后再在波长540nm处进行分光光度法测定，同时采用外标法进行数据定量分析，从而获取精准的检测数据和结果，使之成为环境监测保护的数据支撑。

3.1 紫外线分光光度计在水和废水中的监测应用

在对水质的常规监测之中，通常采用紫外线分光光度法，由于水系包涵有水相(溶液)、固相(悬浮物或底质)、生物相(水生生物)等不同成分，对于待测物的浓度干扰影响较大，如：当干扰物质与被测物质直接结合时，会导致检测结果偏低；当干扰物质与被测物质具有相同反应时，会导致检测结果偏高；当干扰物质与分析用的试剂产生化合作用时，则会阻碍试剂与待测物质的反应。为此要注重监测分析方法的合理运用，采用不同的方法消除干扰，具体来说主要包括有：(1)物理蒸馏法。这种方法可以较好地分离被测物质，去除干扰物质。(2)调节PH值，使被测物质产生反应，实现对相关元素的准确测定。(3)利用氧化还原反应可以将试剂中的干扰物质转换为不会产生干扰作用的价态。(4)添加络合剂以分离干扰离子。(5)利用有机溶剂的萃取或反萃取方法消除干扰。(6)沉淀分离反应。(7)采用湿法消解或干法灰化的措施，消除其他物质的干扰和影响。

紫外线分光光度法可以通过波长扫描的方式，快速测定废水中的微量苯酚，在苯酚的最大吸收峰为269.3nm左右的波长下，测定不同浓度的苯酚标准样品的吸光度，绘制相关曲线并计算苯酚在中性溶液中的表观摩尔吸光系数为1524.58L/mol；然后再通过定量测定的方式，测定并计算废水中苯酚的吸光度，获悉废水中苯酚的浓度为39mg/L。

3.2 紫外线分光光度计在大气污染中的监测应用

紫外线分光光度计法也有自身的局限性，它无法实现对颗粒污染的监测，因而难以对大气污染中的气溶胶组分进行监测和分析，而只能对大气污染中的气态污染物进行监测，可以通过监测大气中的臭氧含量的方式，观察并监测数据，以此判定和分析大气层的状态，获取大气层是否被破坏的数据资料，为大气污染处理和整治提供数据基础。

3.3 紫外线分光光度计在土壤污染中的监测应用

紫外线分光光度计能够实现对土壤污染中的重金属含量的检测，由于工业污染排放会产生各种污染性的重金属物质，加之土壤自身携带的重金属成分，会导致土壤质量下降。因此，通过采用紫外线分光光度计法标记土壤中的重金属含量，可以较好地净化土壤，减轻土壤的负担。

3.4 紫外线分光光度计在有机物污染中的监测应用

有机物的污染成分相对复杂，通常分布于大气、土壤、水体之中，可以采用紫外线分光光度计法，实现对这些有机物中污染成分的监测，分析有机物的含量，并据此出具监测报告和说明。

4 紫外线可见分光光度计法在食品检测中的应用

由于当前食品安全事件频发，引发社会极大的关注，为此可以引入紫外线可见分光光度计法，用于对食品的安全检测。

4.1 光度测量

可以利用紫外线可见分光光度计测定成分单一、具有相同颜色的产品，准确地测定食品的吸光度数值。

4.2 食品成分定性分析

由于不同的物质具有不同的吸收光谱曲线，通过物质吸收光谱中特殊波长的峰值、波形变化，可以检测食品中的物质含量。如：可以运用紫外线分光光度法检测食品中的复合型防腐剂、复合型鲜味剂等，较好地排除食品中不应当使用的添加剂。

4.3 成分定量分析

可以运用紫外线可见分光光度计检测食品中的蛋白质、DNA等生物分子，科学准确地检测食品中的不同组分的含量。

5 总结与展望

综上所述，紫外线分光光度计法是先进、实效性的监测方法，要在明晰紫外线分光光度计法的应用特点及原理的条件下，全面分析紫外线分光光度计法在环保、食品安全等领域中的应用，科学准确地获悉物质含量，采用定性分析和定量分析的不同方法，较好地促进紫外线分光光度计监测的多功能化、集成化、便捷化发展和进步，使之成为环境、食品安全的有力数据支撑。