環保監測中紫外分光光度計的應用研究

文_吳劍波 李福堅 白彬 浙江環境監測工程有限公司

1 環保監測概述

1.1 環保監測的意義

環保監測作為環境污染治理的重要前提，其監測結果的準確性對于后續治理影響較大。通常情況下，環保監測涉及內容較多，例如大氣污染監測、水體污染監測、重金屬污染監測等，下面以水體污染監測為例進行說明。當前隨著工業化進程的不斷加快，水體污染問題愈發嚴峻，這在很大程度上制約了工業化的進一步發展。而要想對水環境污染問題進行有效的治理，就必須要掌握其污染物的含量、成分及特點，以便于后續進行針對性的解決和防范，這就需要通過先進的現代化檢測分析儀器進行水體污染情況進行監測，包括污染物種類、濃度等參數，為后續的污染治理提供依據。

1.2 環保監測的現狀

當前環保監測雖然發揮著巨大的作用和優勢，但是實際開展工作中由于受到多種因素的干擾，其也不可避免地存在一些問題，具體包括以下幾方面：第一，由于污染情況較為復雜，特別是對于水體污染而言，其污染物種類一般較多，所以很可能出現監測設備或儀器不齊全的情況，同時對于一些比較特殊的污染物監測，缺乏科學有效的監測設備儀器，導致實際監測結果出現很大偏差；第二，通常一些環保監測站會將重點放在常規污染監測方面，相應的檢測設備和儀器也大都屬于實驗室應用范疇，而對于突發性的污染監測重視不夠，在對突發性污染監測中往往缺乏先進的監測設備儀器，加之監測手段不夠創新，無法滿足現場應急需要；第三，在實際開展環保監測時，通常監測結果會受到氣候因素的影響，出現不同程度的偏差，例如在某種氣候條件下開展工作，對無機物和水的監測能力較強，但是對于有機物和氣體的監測則較弱，這會嚴重影響監測結果的可靠性；第四，監測工作開展需要具備高素質的專業團隊，但是當前開展環保監測的工作人員往往只具備相應的理論知識，缺乏在資料收集和設備操作方面的能力，加之監測環境十分復雜，所以實際監測工作很容易出現失誤，影響監測質量。

1.3 環保監測的內容

環保監測工作的開展可以實時掌握環境污染的變化情況，通過實施監督檢查，對污染物含量進行有效篩選和分類，使得后續有針對性地進行污染物的排放和控制。當前對于環保監測工作而言，主要依靠先進的檢測分析儀器實現污染物的實時監測，而隨著科學技術水平的不斷提升，紫外分光光度計得到了進一步完善，使其成為環保監測中常用的儀器設備。盡管紫外分光光度計具有諸多監測優勢，但是在實際的監測中還是不可避免地會受到一些因素的干擾，例如監測現場環境條件、干擾物等，因此實際應用過程中需要重點考慮這些因素的影響，制定有效的規避措施，確保監測水平的有效提升。

2 紫外分光光度計的原理和特性

2.1 原理分析

紫外分光光度計監測原理主要利用朗伯比爾定律進行污染物成分及含量分析，即在測定污染物含量時，其不同波長范圍內光的吸光程度和發光強度存在差異，所以主要利用這一特性進行污染物種類、含量等參數的定性或定量分析。由于當前主要是利用紫外線的特性制定分光光度計，即紫外分光光度計。相對比其它分光光度計，其具有多種功能和優勢，且覆蓋范圍更加廣泛。

2.2 特性分析

通常情況下，紫外分光光度計具有以下幾方面特性：第一，覆蓋面廣。由于大部分有機物和無機物都可以在紫外可見光區域實現吸收，幾乎所有化學元素均可利用該方法進行測定，可見其應用十分廣泛；第二，靈敏性高。隨著信息技術水平的不斷提升，加之新型顯色劑的誕生，使得紫外分光光度計的測定靈敏度隨著升高，有效確保了實際監測的準確性；第三，選擇性好。通常有些元素僅僅需要控制顯色條件便可以實現紫外分光光度計的測定，例如Fe、Cu、Ag等，這些元素已經具備了系統化的測定方法；第四，準確性高。對于普通的紫外分光光度計，其監測相對誤差可以達到1%～3%。而使用示差分光光度計進行測定，其相對誤差可以在原有基礎上降低至0.5%左右。

3 環保監測中紫外分光光度計的應用研究

3.1 在有機污染監測中的應用

有機物污染是相對比較嚴重的一類污染問題，特別是對于水體污染來說，其中有機物含量嚴重超標，加之有機物成分比較復雜，所以傳統的儀器設備很難實現理想的有機物定量或定性分析。當前對于水體有機物監測主要是采取綜合指標COD監測，傳統的監測方法中主要是將過量的K2CrO7有機物進行回流處理，在兩小時之后對體系中剩余的成分進行回滴，以回滴溶液量計算水體中COD含量，這種方法雖然可以達到監測的效果，但是比較耗時。而采取快速消解紫外分光光度計法對水體COD進行測定，不僅可以發揮理想的監測效果，而且有效克服了傳統國標法監測中耗時長的問題，成為水體有機物監測比較常見的測定方法。除了綜合指標測定方法外，還存在對類別指標的測定方法，例如對有機物中石油、苯胺、揮發酚等種類，利用紫外分光光度計進行測定，可以達到理想的監測目的。

3.2 在水體污染監測中的應用

通常情況下，水體發出污染主要是發生了水體富營養化，即水環境中N、P含量超出標準，造成水質的進一步惡化。而對于水體污染的監測，主要是對體系中N、P兩項指標的測定分析，其中N存在的形式主要包括以下幾種，即亞硝酸及硝酸鹽氮、氨氮、有機氮等，P存在的主要形式包括可溶性總磷酸鹽及正磷酸鹽磷、總磷等，以上這些成分均可以通過紫外分光光度計進行測定。

3.3 在重金屬污染監測中的應用

通常情況下，重金屬污染涉及Pb、Hg和Gr等元素，這些元素會在生物體內累積，當累積達到一定程度后，會導致機體中毒，所以對機體重金屬含量進行監測，這是有效防止機體出現中毒的關鍵所在。在實際對重金屬含量進行監測中，可以采取紫外分光光度計進行含量測定，嚴重按照我國相關重金屬成分和含量限制標準進行測定，一旦發現重金屬含量超標要及時進行應對處理。

3.4 在大氣污染監測中的應用

大氣污染是最為常見的一種污染形式，主要的污染物包括二氧化硫、二氧化氮以及可吸入顆粒等，這些指標含量的多少會在一定程度上影響到區域空氣污染情況，所以上述指標就成為空氣污染監測重點。但是需要注意的是，不能完全根據上述三大指標監測情況進行空氣污染指數的分析，還需要考慮空氣中臭氧指標含量。而對于這四項指標的監測，除了可吸入顆粒外，其它三項都可以通過紫外分光光度計進行測定，而且測定效果比較理想。

3.5 與其它監測儀器的結合應用

在實際的環保監測中，對于某些特定的污染物成分監測，單純地依靠紫外分光光度計是無法實現理想測定的，需要結合其它儀器設備進行測定，例如可將離子色譜儀、液相色譜儀與紫外分光光度計進行聯合使用，不僅有效提升了污染物監測的靈敏性，而且有效確保了監測結果的準確性。通常情況下，離子色譜法與紫外分光光度計的聯合應用可對水中多種微量金屬離子進行測定，且測定過程中可以直接進樣，無需濃縮柱即可進行快速準確的監測。

3.6 與高靈敏度試劑的結合應用

相關研究發現，在紫外分光光度計中加入新型的高靈敏度試劑，可以進一步提升污染物監測效率和質量，目前可以用于添加的高靈敏度試劑包括偶氮類、冠狀類以及卟啉類化合物等，其中偶氮類化合物由于含有吡啶環，這種結構通常具有吸電子的功能，可以有效測定水體中的Fe2+；而冠狀化合物主要適用于測定Cu2+、Li+、Na+以及K+含量，卟啉類化合物在Fe2+、Cu2+等測定中具有很高的靈敏性，所以實際開展污染物監測時可以根據實際情況進行靈敏度試劑的選擇。

4 結語

紫外分光光度計作為一種常見的環保監測儀器，其在水體污染、大氣污染以及重金屬污染中均有良好的監測效果。為了最大程度地發揮紫外分光光度計的測定效果，在實際開展測定時，可以將其與其它儀器設備進行聯合使用，同時添加新型的高靈敏度試劑，以提升紫外分光光度計監測效果，從而為后續的污染治理提供可靠依據。