淺談熒光光譜法在水質(zhì)監(jiān)測中的應(yīng)用VIP

1、word淺談熒光光譜法在水質(zhì)監(jiān)測中的應(yīng)用摘要：普通自來水、城市污水和純水我們通常會選用熒光光譜法來進(jìn)行比擬，而熒光光譜法的特點(diǎn)那么適用于這三種熒光光譜法的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用。在同一紫外光鼓勵下，普通自來水和純水所產(chǎn)生的熒光光譜無明顯差異，而城市污水與純水比擬所產(chǎn)生的熒光光譜有明顯差異；以不同波長的紫外光鼓勵，城市污水以及純水水樣的熒光光譜除相對強(qiáng)度有所變化外，線形、峰值波長根本不變，符合熒光光譜的一般特性。城市污水在波長270nm左右的紫外光鼓勵下能產(chǎn)生較強(qiáng)的熒光。熒光峰是280-530nm范圍的寬譜峰，熒光峰值波長在380nm左右；熒光光譜的特性反映水質(zhì)的污染狀況，相對強(qiáng)度大、譜峰范圍寬的熒光光譜來自

2、于城市污水中的有機(jī)污染物。關(guān)鍵詞：熒光光譜，水質(zhì)監(jiān)測，光譜法應(yīng)用Abstract: ordinary tap water, urban sewage and pure water we usually choose fluorescence spectrometry compared to, and fluorescence spectrometry is applicable to the characteristics of the three fluorescence spectrometry experimental use. In the same ultraviolet excit

3、ation, ordinary tap water and pure water has no obvious difference fluorescence spectrum, and urban sewage and pure water is produced by the fluorescence spectrum have obvious difference; With a different wavelength of ultraviolet incentive, urban sewage water and pure water of fluorescence spectrum

4、 except the relative intensity of the change, linear, the peak wavelength basic unchanged, accord with fluorescence spectrum of the general properties. Urban sewage in the 270 nm wavelength of ultraviolet light around excitation can produce strong fluorescence. Fluorescence peak is 280-530 nm range

5、of wide spectrum peak, fluorescence peak wavelength in the 380 nm or so; Fluorescence spectrum characteristics of the water quality of the reflect pollution condition, the relative strength, wide range of spectral peak of fluorescence spectrum from urban sewage of organic pollutants.Keywords: fluore

6、scence spectrum, and water quality monitoring, spectroscopy application隨著改革開放以來，工業(yè)的快速開展使城市堆積越來越多污染物，而這些污染物流入到河流中去不僅使環(huán)境受到威脅，而且更重要的是對人類的飲用水造成威脅?？焖僬鎸?shí)地監(jiān)測水質(zhì)變化以便及時發(fā)現(xiàn)污染事件并采取相應(yīng)的措施尤為重要。目前，我國環(huán)境監(jiān)測部門多采用常規(guī)的化學(xué)手段分析水質(zhì)狀況(如COD、BOD的測定等)。然而，隨著污染情況的日益復(fù)雜和人們對污染監(jiān)測指標(biāo)要求的不斷變化，此類方法暴露出許多缺乏。比方，上述測試十分費(fèi)時，步驟也很繁雜，不能及時監(jiān)測水質(zhì)的實(shí)時變化。為此，環(huán)境

7、監(jiān)測部門迫切需要新的監(jiān)測技術(shù)手段，以克服傳統(tǒng)檢測方法的許多缺乏。熒光光譜分析法作為水質(zhì)分析手段之一，具有快速、高靈敏度、高選擇性、所需樣品量少和對樣品結(jié)構(gòu)無破壞等特點(diǎn)。分子熒光光譜法為大型湖泊和河流的水質(zhì)監(jiān)測提供了潛在應(yīng)用的可能，國外對此研究開展較早，并取得了迅猛的開展和應(yīng)用，利用熒光光譜技術(shù)可以快速、實(shí)時地分析各種水質(zhì)狀況，并能取得很好的效果。本文的研究對環(huán)境保護(hù)工作有非常重要的意義。一、熒光光譜法的應(yīng)用概況通過熒光光譜法的應(yīng)用，無疑是給水質(zhì)檢測工程提供了良好的檢測根底，要了解熒光光譜法在水質(zhì)檢測中的積極應(yīng)用，就必須先了解熒光光譜法的有關(guān)概況。熒光光譜法的概念熒光光譜是指物質(zhì)吸收了較短波長的

8、光能，電子被激發(fā)躍遷至較高單線態(tài)能級，返回到基態(tài)時發(fā)射較長波長的特征光譜，包括激發(fā)光譜和發(fā)射光譜。而熒光光譜法就是利用熒光光譜所呈現(xiàn)的特征來鑒定事物的有關(guān)概況，從而進(jìn)行比擬和分析，得出結(jié)論再進(jìn)行改善處理。熒光光譜物體經(jīng)過較短波長的光照，把能量儲存起來，然后緩慢放出較長波長的光，放出的這種光就叫熒光。如果把熒光的能量-波長關(guān)系圖作出來，那么這個關(guān)系圖就是熒光光譜，熒光光譜當(dāng)然要靠光譜檢測才能獲得。 高強(qiáng)度激光能夠使吸收物種中相當(dāng)數(shù)量的分子提升到激發(fā)量子態(tài)，因此極大地提高了熒光光譜的靈敏度。以激光為光源的熒光光譜適用于超低濃度樣品的檢測，例如用氮分子激光泵浦的可調(diào)染料激光器對熒光素鈉的單脈沖檢測限

9、已到達(dá)10-10摩爾升，比用普通光源得到的最高靈敏度提高了一個數(shù)量級。 熒光光譜有很多，如原子光譜。1905年，Wood首先報(bào)道了用含有NaCl的火焰來激發(fā)盛有鈉蒸氣的玻璃管，并得到了D線的熒光，被Wood稱為共振熒光。在Mitchell及 Zemansky和Pringsheim的著作里討論了某些揮發(fā)性元素的原子熒光?；鹧嬷械脑訜晒饽敲词荖ichols和Howes于1923年最先報(bào)道的，他們在Bunsen焰中做了Ca、Sr、Ba、Li及Na的原子熒光測定。從1956年開始，Alkenmade利用原子熒光量子效率和原子熒光輻射強(qiáng)度的測定方法，以及用于測量不同火焰中鈉D雙線共陣熒光量子效率的裝置

10、，預(yù)言原子熒光可用于化學(xué)分析。1964年，美國的Winefordner和Vickers提出并論證了原子熒光火焰光譜法可作為一種新的分析方法。同年，Winefordner等首次成功地用原子熒光光譜測定了Zn、Cd、Hg。有色散原子熒光儀和無色散原子熒光儀的商品化，極大地推動了原子熒光分析的應(yīng)用和開展，使其進(jìn)入一個快速開展時期。 熒光光譜包括激發(fā)譜和發(fā)射譜兩種。激發(fā)譜是熒光物質(zhì)在不同波長的激發(fā)光作用下測得的某一波長處的熒光強(qiáng)度的變化情況，也就是不同波長的激發(fā)光的相對效率；發(fā)射譜那么是某一固定波長的激發(fā)光作用下熒光強(qiáng)度在不同波長處的分布情況，也就是熒光中不同波長的光成分的相對強(qiáng)度。原子熒光光譜 氣態(tài)

11、自由原子吸收光源的特征輻射后，原子的外層電子躍遷到較高能級，然后又躍遷返回基態(tài)或較低能級，同時發(fā)射出與原激發(fā)波長相同或不同的發(fā)射即為原子熒光。原子熒光是光致發(fā)光，也是二次發(fā)光。當(dāng)激發(fā)光源停止照射之后，再發(fā)射過程立即停止。二、普通自來水、城市污水以及純水的熒光光譜法實(shí)驗(yàn)針對熒光光譜法的有效性，把熒光光譜法運(yùn)用在水質(zhì)檢測運(yùn)作程序當(dāng)中，這是一項(xiàng)進(jìn)步的檢測方式，也是水質(zhì)檢測工程里創(chuàng)新的表達(dá)。下面我們來看普通自來水、城市污水和純水在熒光光譜法中的實(shí)驗(yàn)概況。普通自來水 普通自來水是我們的日常用水，它的水質(zhì)問題往往影響著我們的生活，要檢測普通自來水的水質(zhì)，通過熒光光譜法就可以很好地把問題顯示出來?，F(xiàn)在我們先

12、來介紹實(shí)驗(yàn)方法：取3ml試樣盛于本身不產(chǎn)生熒光的石英比色皿中，置于熒光分光光度計(jì)的樣品室中，用不同波長的紫外光鼓勵試樣，測量其熒光光譜。實(shí)驗(yàn)在25V左右室溫下進(jìn)行，利用不同水樣受光照射鼓勵時所產(chǎn)生的不同熒光光譜，定性反映水質(zhì)特性。通過用波長270、280、290、300、310、320nm的紫外光來鼓勵普通自來水，實(shí)驗(yàn)后得出的結(jié)果是，熒光峰在290-370范圍內(nèi)的寬普峰，峰值波長一般在330nm左右。城市污水 城市污水是城市一個水處理循環(huán)中的一項(xiàng)重要步驟，要對城市生活污水中的成分和有關(guān)情況進(jìn)行分析，就要從處理方法中加以改善，而熒光光譜法的運(yùn)用那么可以對城市生活污水的成分和污染度進(jìn)行有效觀察和分

13、析，從而得到數(shù)據(jù)研究污水情況。用同樣的方法，取3mI，試樣盛于本身不產(chǎn)生熒光的石英比色皿中，置于熒光分光光度計(jì)的樣品室中，用不同波長的紫外光鼓勵試樣，測量其熒光光譜。實(shí)驗(yàn)在25V左右室溫下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，用波長270、280、290、300、310、320nm的紫外光鼓勵城市污水，熒光峰在280-530范圍內(nèi)的寬普峰，峰值波長一般在380nm左右。純水 純水是人們所希望一直使用的水質(zhì)，但是一般來說，純水的本錢和工序都比擬復(fù)雜，不適宜成為人們的生活用水，所以純水的水質(zhì)也是相對較高的。要檢測純水的水質(zhì)，我們依然使用熒光光譜法。與普通自來水和城市污水的檢測方法相同，在檢測后，結(jié)果顯示是用270、2

14、80、290、300、310、320nm的紫外光鼓勵純水，熒光峰是290-355nm范圍的寬譜峰，峰值波長在330nm左右。實(shí)驗(yàn)后數(shù)據(jù)的表達(dá)在檢測自來水、城市污水和純水水質(zhì)時，實(shí)驗(yàn)的方法是相同的，均使用熒光光譜法來檢測，檢測后均使用圖表的形式來進(jìn)行研究。圖表中的縱軸代表相對強(qiáng)度，橫軸代表波長，中間的峰代表熒光光譜峰，左右分別代表鼓勵光譜峰和二級衍射峰。了解了圖表所代表的各范圍意思，就可以更好地去分析水質(zhì)的情況。三、同一紫外光鼓勵下的熒光光譜波長在270nm的紫外光鼓勵下，所采取的水樣品才能產(chǎn)生比擬強(qiáng)的熒光，因此，在檢測過程中，我們往往會將波長為270nm的紫外熒光鼓勵自來水、污水和純水，制造統(tǒng)

15、一的波長光譜，這樣能方便分析比照。通過實(shí)驗(yàn)證明，在同一的紫外熒光鼓勵作用下，城市污水產(chǎn)生出來的光譜是典型的熒光光譜，但是相比擬而言，城市污水所產(chǎn)生的熒光強(qiáng)度最大，譜峰范圍最寬，自來水那么相對有大幅度減弱，而純水的熒光強(qiáng)度最弱，譜峰范圍也最窄。根據(jù)我們的實(shí)際情況來言，城市污水因其是生活污水居多，它的熒光強(qiáng)度也是最大，譜峰范圍最寬，這正是因?yàn)槌鞘形鬯械奈廴疚镔|(zhì)所造成的。又由于污染物質(zhì)的種類較多，而每一種污染物又會產(chǎn)生自身的熒光，所以多種熒光合并起來，造成了譜峰范圍寬的現(xiàn)象。另一個方面，水分子本來是不能產(chǎn)生熒光的，但是我們所采取的水樣不可能是百分百的純水，而純水也不可能是完全的純水，因此純水的樣品

16、檢測出來之后還是會產(chǎn)生譜峰的。在同一波長的實(shí)驗(yàn)下，由于自來水也是經(jīng)過處理的水，自來水還是會有一局部的雜質(zhì)在其中，所以普通的自來水也會產(chǎn)生熒光，比純水的水質(zhì)要差。但是用自來水與城市污水來比照，自來水的熒光強(qiáng)度比污水熒光強(qiáng)度相對較小，這又反映了一個問題就是，城市污水的污染情況越來越嚴(yán)重。熒光的強(qiáng)度越大，就顯示著城市污水情況越嚴(yán)重，所以，熒光光譜在水質(zhì)檢測中具有重要的位置。四、熒光光譜法的意義熒光光譜法的運(yùn)用無疑給水質(zhì)檢測帶來了創(chuàng)新的檢測方法，這種方法比傳統(tǒng)的水質(zhì)檢測方法來得方便、科學(xué)。我們對熒光的普遍理解就是一種顏色，但是也沒有真正從它的用途上考慮過。熒光光譜法的應(yīng)用是一種創(chuàng)新，在同一紫外光線的鼓勵下，城市污水與純水比擬后所產(chǎn)生的光譜有明顯的差異，而城市污水在波長為270nm的紫外光下能產(chǎn)生強(qiáng)度較大的熒光強(qiáng)度，而這個熒光峰一般處在280-530nm范圍的寬譜峰。我們通過實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，熒光光譜法其實(shí)就是通過熒光性質(zhì)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，熒光在水分子中不可能產(chǎn)生，