熒光分析法在水質(zhì)分析中的應(yīng)用分析

余雅芬

(衢州市環(huán)境監(jiān)測中心站 浙江衢州 324000)

水是人類生產(chǎn)和生活所需的重要資源，水質(zhì)的優(yōu)劣直接影響著人類身體健康，影響著生產(chǎn)活動(dòng)的正常進(jìn)行。對于生活用水，主要考慮其物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)和微生物指標(biāo)；生產(chǎn)用水則主要考慮其是否會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，是否易于損害生產(chǎn)設(shè)備。水質(zhì)分析是應(yīng)用化學(xué)和物理方法測定水中各類化學(xué)成分的含量，對人類的生產(chǎn)和生活有著極為重要的意義。目前水質(zhì)分析方法主要分為物理分析、化學(xué)分析、生物分析、微生物分析幾大類，分析的重點(diǎn)和內(nèi)容不盡相同。熒光分析法是利用某些物質(zhì)被紫外線照射后會(huì)發(fā)生能反映出該物質(zhì)特性的熒光這一原理進(jìn)行定性或定量分析的一種方法，相較于光譜法、質(zhì)譜法等分析法來說，熒光分析法設(shè)備簡單、靈敏度高、選擇性強(qiáng)，在水質(zhì)分析中應(yīng)用較為廣泛和普及。本文在分析熒光分析法的原理、方法的基礎(chǔ)上，就熒光分析法在水質(zhì)分析中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 熒光分析法的原理和方法

1.1 熒光分析法的原理

在常溫狀態(tài)下，多數(shù)分子處于基態(tài)，當(dāng)分子受到一定波長的光的照射，會(huì)由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)，其后大多數(shù)分子都會(huì)迅速回落到基態(tài)，通過輻射衰變釋放光子，產(chǎn)生熒光。不同元素從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)的能量大小并不相同，因此在輻射衰變回復(fù)到基態(tài)時(shí)所產(chǎn)生的熒光顏色和強(qiáng)度也并不相同。熒光分析法即是根據(jù)不同元素所產(chǎn)生的熒光，根據(jù)熒光波長和強(qiáng)度分析元素種類和含量的一種定性或定量分析的方法。熒光分析法需要以發(fā)射光譜和激發(fā)光譜作為依據(jù)。激發(fā)光譜是在固定熒光發(fā)射波長的情況下不斷改變激發(fā)光波長，獲取到的熒光強(qiáng)度對應(yīng)激發(fā)波長的譜圖，用以反應(yīng)物質(zhì)熒光強(qiáng)度與激發(fā)波長之間的關(guān)系。發(fā)射光譜是在固定激發(fā)波長和強(qiáng)度的情況下，不斷改變發(fā)射波長，獲取到熒光強(qiáng)度與對應(yīng)發(fā)射波長的譜圖，用以反應(yīng)固定激發(fā)波長下物質(zhì)熒光波長的分布。熒光分析法不僅能對發(fā)射熒光的物質(zhì)進(jìn)行檢測，利用熒光試劑還可以對一些不發(fā)熒光的無機(jī)物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行檢測。

1.2 熒光分析法的種類

目前常用的熒光分析法主要可以分為熒光生成法、熒光猝滅法、催化熒光法三大類。熒光生成法是一種直接對熒光生成進(jìn)行測定的方法，是利用有機(jī)熒光試劑來進(jìn)行測定分析，這類方法靈敏度較高但特異選擇性較弱。熒光猝滅法是利用金屬離子對熒光試劑的熒光猝滅作用進(jìn)行測定分析，這類方法擁有更高的靈活敏度但線性范圍較弱。催化熒光法是利用催化反應(yīng)來進(jìn)行熒光分析的方法，催化熒光法所測定的對象并非測定物本身，而是經(jīng)催化反應(yīng)放大后的其它物質(zhì)，靈敏度極高能達(dá)到很高的檢測限。在應(yīng)用熒光分析法中，通常需要借助目測熒光儀、熒光光度計(jì)、熒光分光光度計(jì)等分析儀器進(jìn)行。

2 熒光分析法在水質(zhì)分析中的應(yīng)用

2.1 單項(xiàng)指標(biāo)的測定

熒光分析法在水質(zhì)分析中的應(yīng)用，單項(xiàng)指標(biāo)的測定應(yīng)用較為普遍。如水質(zhì)分析中的無機(jī)物熒光分析，就包括鈹、鋁、硼、氟、鐵、金、銀、銅、鉬、硒、鎘、猛、鋅、部分稀土元素等。其中，鈹、鋁、硒、鎘主要采用熒光生成法測定；氟、鐵、硫、銅等主要采用熒光猝滅法測定；鈹、釩、鋁、猛等主要采用催化熒光法來測定。除了上述無機(jī)元素的單項(xiàng)指標(biāo)測定外，熒光分析法還經(jīng)常用于水質(zhì)分析中的一些有機(jī)物分析中果。如很多本身并不發(fā)熒光的脂肪族有機(jī)化合物，通常利用有機(jī)試機(jī)與其反應(yīng)獲取具有熒光特性的產(chǎn)物進(jìn)行熒光分析，如糖類、有機(jī)酸等。再如很多能發(fā)生熒光的具有共軛不飲和體系的芳香族有機(jī)化合物，如多環(huán)芳烴、酚、醌、油分等等，也常用熒光分析法進(jìn)行測定。

2.2 綜合指標(biāo)測定

在水質(zhì)分析中，如水環(huán)境污染，很多都是以有機(jī)污染為主，而水中的有機(jī)物種類極為繁多且組成復(fù)雜，如果僅是單項(xiàng)指標(biāo)的測定，很難獲取全面的水質(zhì)分析數(shù)據(jù)，還需要進(jìn)行綜合指標(biāo)測定，獲取水中有機(jī)物的相對含量。目前，我國利用熒光分析法來測定水中有機(jī)物綜合指標(biāo)的案例還較少，多利用COD、BOD進(jìn)行測評，不過在國外利用熒光分析法來測定水中有機(jī)物綜合指標(biāo)的應(yīng)用較多。相對來說，傳統(tǒng)的COD、BOD測試過程復(fù)雜、周期較長、靈敏度不夠，熒光分析法的選擇性和靈敏度要遠(yuǎn)高于COD、BOD測定方法。如日本海賀信好、角田藤則、石井忠浩即利用熒光分析法對多摩河進(jìn)行了水質(zhì)分析，驗(yàn)證了熒光分析法在水體有機(jī)污染物綜合指標(biāo)測定中的可行性。中野壯一朗等利用熒光分析法對多個(gè)國家和地區(qū)的自來水進(jìn)行了分析，證實(shí)了腐殖酸的廣泛存在性問題，極具理論價(jià)值和實(shí)踐價(jià)值。

3 熒光分析法在水質(zhì)分析中需要注意的問題

在水質(zhì)分析中應(yīng)用熒光分析法時(shí)，必須注意熒光分析的最佳工作條件，包括pH值、溫度、試劑用量、試劑純度等。溶劑應(yīng)當(dāng)保證有足夠的純度且有利于提高熒光強(qiáng)度，試劑必須注意保存確保試劑純度，必要時(shí)還需要對試劑進(jìn)行提純并做空白試驗(yàn)。在熒光分析中pH值對光譜和熒光強(qiáng)度影響極大，因此必須注意PH范圍。除此之外，溶液溫度越低則熒光強(qiáng)度越大，因此必須注意控制溶液溫度，最好是利用恒定溫度控制在20~25度范圍內(nèi)進(jìn)行分析，有實(shí)際水質(zhì)分析中，由于部分待檢測物反應(yīng)速度較慢，需要加熱促使反應(yīng)完全，此時(shí)更應(yīng)當(dāng)注意溫度的控制。

[1]楊旭.熒光分析法在藥物分析中的應(yīng)用[J].醫(yī)學(xué)信息，2011（04）.

[2]邰玲，孫鴻.熒光光譜法在水質(zhì)監(jiān)測中的應(yīng)用[J].光譜實(shí)驗(yàn)室，2011（02）.