淺談紅外光譜技術(shù)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用與展望

歐 宇

(湖南有色金屬職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 株洲 412006)

隨著時代的變遷，我國的經(jīng)濟逐漸發(fā)展了起來，科技水平也得到了提高，紅外光譜技術(shù)是近些年科技發(fā)展的產(chǎn)物，紅外光譜技術(shù)自問世以來，就得到了迅速發(fā)展。當(dāng)下社會，因為紅外光譜技術(shù)的科學(xué)性較高，且對企業(yè)的發(fā)展很有幫助，所以光譜技術(shù)被應(yīng)用到多個行業(yè)，其應(yīng)用率較高。其中，紅外光譜技術(shù)對環(huán)境科學(xué)行業(yè)的價值較高，能夠有效地把環(huán)境中的污染物排查出來，改善環(huán)境的效果顯著。因此，相關(guān)環(huán)境部門應(yīng)該大力普及紅外光譜技術(shù)，把它應(yīng)用到環(huán)境科學(xué)行業(yè)中。下文是我對紅外光譜技術(shù)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用進行的分析。

1 紅外光譜技術(shù)的優(yōu)點

1.1 不用進行樣品檢測

根據(jù)當(dāng)下科技背景研發(fā)出來的紅外光譜技術(shù)容易使用且操作方便，它不需要花時間去檢查和處理樣品。因為紅外光譜技術(shù)的光線很強而且其散射效果也很大，它的光散穿透力度大，紅外光譜技術(shù)可以通過其光的穿透力穿透過物品甚至是墻來進行照射。相關(guān)部門不需要檢查樣品就可以通過紅外光譜技術(shù)來快速的檢測樣品，這樣可以減少檢查樣品的步驟，加快檢查時間，能在一定程度上節(jié)約人力資源，節(jié)約工作時間和節(jié)約成本。

1.2 能分析其內(nèi)在化學(xué)物質(zhì)

為了提高相關(guān)企業(yè)的工作效率，相關(guān)企業(yè)在利用紅外光譜技術(shù)操作的時候，可以把需要測定的樣品進行分揀，把它們組合成小組，然后就可以一次性的通過紅外光譜技術(shù)進行掃描，節(jié)約了檢測時間。紅外光譜技術(shù)在進行樣品檢測的時候，不但能得出樣品好壞的結(jié)果，還能得出其化學(xué)物質(zhì)成分，更加詳細地得出檢測物品的報道。

1.3 沒有破壞性

紅外光譜技術(shù)最大的一個優(yōu)點就是沒有破壞性。很多紅外線檢測技術(shù)雖然能有效地檢測出樣品的質(zhì)量，但是在檢測過程中對樣品都有一些損害，還會影響到周邊微小物質(zhì)，還有的紅外線技術(shù)甚至?xí)θ说纳眢w健康。因此科學(xué)家們在進行紅外光譜技術(shù)研制的過程中考慮了其破壞性這一方面的影響，并對其進行了研究，最終新型紅外光譜技術(shù)研制成功了。它最大的優(yōu)點就是對樣品沒有任何破壞性，對樣品的內(nèi)在沒有任何消耗副作用。一些企業(yè)可能會認為此技術(shù)不對樣品有損害，對人體健康也不會有影響，那么就可能在檢測結(jié)果上存在缺陷，擔(dān)心紅外光譜技術(shù)檢測不準確，但其實這一點是完全不需要擔(dān)心的。

1.4 掃描時間短

紅外光譜技術(shù)是利用傳輸光譜信號來進行樣品檢測的，紅外光譜技術(shù)的一個優(yōu)點就在于他傳輸光譜信號的時間較短，它能夠在極短的時間內(nèi)就完成對樣品的掃描，然后進行檢測分析得出光譜圖。這一過程所用的時間是比較短的，能有效地提高相關(guān)檢測部門工作的效率。

1.5 能遠距離進行樣品分析檢查

當(dāng)某個企業(yè)需要檢測一個產(chǎn)品時，但是這個產(chǎn)品卻不在自己身邊，這時候進行產(chǎn)品傳輸不但浪費時間而且浪費傳輸資金，這在一定程度上會減小企業(yè)的所得利益。這時候紅外光譜技術(shù)就能派上用場了，它與之前的紅外線檢測技術(shù)不同，它能夠進行遠距離的樣品檢查。在進行遠距離的產(chǎn)品檢測的時候，相關(guān)部門只需要利用紅外光譜技術(shù)把光譜信號傳輸?shù)綑z測物主體身上就可以得出樣品的成分，完成樣品檢測。這種檢測模式不但能節(jié)省傳輸時間，還能節(jié)省傳輸運費，經(jīng)濟實惠提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2 紅外光譜技術(shù)的分析

2.1 定性分析

紅外光譜技術(shù)的成功離不開它的定性分析技術(shù)，其定性分析技術(shù)能夠在檢測過程中分析樣品的內(nèi)在，得出樣品內(nèi)在數(shù)據(jù)。而且紅外光譜技術(shù)進行定性分析的時間較短，所需要的檢測樣品也比較小。此定性分析技術(shù)能有效地幫助紅外線檢測技術(shù)不破壞樣品的質(zhì)量，還加快了檢測時間。

2.2 定量分析

雖然當(dāng)下科技水平和之前相比已經(jīng)有了顯著提高，但也還存在一些不足。因此紅外光譜定量分析技術(shù)也有一些缺陷存在，所以紅外光譜分析技術(shù)的應(yīng)用率較低，只有在特殊的情況下才會使用，當(dāng)異構(gòu)體出現(xiàn)時相關(guān)部門才不得已會使用定量分析技術(shù)。因為紅外光譜定量技術(shù)的要求比較高，以當(dāng)下的技術(shù)還在不足以支撐其技術(shù)的應(yīng)用。因此相關(guān)部門需要等以后科技得到了更好的發(fā)展，紅外光譜技術(shù)得到完善之后在進行此技術(shù)普及。

3 在環(huán)境科學(xué)行業(yè)中紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用

在當(dāng)今社會的背景下，我國紅外光譜技術(shù)已經(jīng)得到了普及且應(yīng)用比較廣泛。因為紅外光譜技術(shù)對固體、液體甚至氣體都能進行檢測，所以在地理科學(xué)、天文科學(xué)、生物科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)學(xué)等行業(yè)都有涉及。尤其紅外光譜技術(shù)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用很是廣泛，它能有效檢測出環(huán)境中的污染顆粒等污染物。它能夠分析出存在于環(huán)境污染物內(nèi)部的化學(xué)成分，而且環(huán)境中液體、氣體物質(zhì)里面的污染顆粒也能被檢測出來，所以紅外光譜技術(shù)應(yīng)用到環(huán)境科學(xué)中是很有必要的，它能有效的檢測出環(huán)境中的污染物，方便相關(guān)部門進行環(huán)境改善和治理。

3.1 檢測固體環(huán)境

固體環(huán)境中存在的污染是很多的，它靠普通儀器是不能檢測出來的。比如土壤固體環(huán)境，土壤里面包含的微生物和化學(xué)成分較多，這時候環(huán)境部門就需要利用紅外光譜技術(shù)進行土壤分析，紅外光譜技術(shù)能夠檢測出菌體等其他微生物，并分析出相關(guān)特性，研究人員就可以通過分析其特殊性，研究出殺菌藥品進行土壤殺菌，這就能有效的幫助改善土質(zhì)，改善其土壤環(huán)境。還有相關(guān)研究人員還會通過運用紅外光譜法，對土壤中的農(nóng)藥進行檢測分析，紅外光譜技術(shù)能夠代替原始檢測方法，加快檢測時間檢測質(zhì)量提高檢測的效率，所以利用紅外光譜技術(shù)檢測固體環(huán)境能有效的檢測出有害物質(zhì)，從而幫助相關(guān)部門改善土質(zhì)，改善其環(huán)境。

3.2 監(jiān)測液體環(huán)境

近些年水體污染率也隨著各方面的污染升高，其中有機污染物對水體污染的占比最大，為了改善我國的水體質(zhì)量，檢測液體中的有機污染物就顯得很重要了。在紅外光譜技術(shù)沒有出現(xiàn)之前，大多數(shù)相關(guān)部門都是用重鎘酸鹽法去檢測液體中的有機污染物，但是這種方法流程較多檢測過程麻煩。自紅外光譜技術(shù)問世以來，紅外光譜技術(shù)就代替了重鎘酸鹽法去進行有機污染物檢測，這種新技術(shù)流程少精準度高，所以用紅外光譜技術(shù)檢測液體環(huán)境中的污染物對改善液體環(huán)境很有幫助。

3.3 檢測氣體環(huán)境

氣體環(huán)境中的污染物都是極其微小的，這時候就需要非常精準的儀器才能檢測出氣體環(huán)境中存在的雜質(zhì)。檢測部門能夠通過紅外光譜技術(shù)檢測出氣體環(huán)境中存在的污染顆粒，并會自動分析得出其污染物的光譜信息。環(huán)境部門就可以利用其光譜信息知道污染物的構(gòu)成，從而對癥下藥提出改善環(huán)境的方法。因為氣體環(huán)境范圍廣，而且在監(jiān)測氣體環(huán)境的過程中，還會受到天氣等自然影響，這在一定程度上加大了檢測的難度。一部分污染物的化學(xué)物質(zhì)會因為自然原因受到隱藏，加大了紅外光譜檢測污染物的難度。但是隨著科研人員的不斷研究，有研究人員表明可以把紅外光譜技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合起來，通過這兩項技術(shù)的結(jié)合，它檢測污染物的強度也就隨之增加，它在一定程度上能經(jīng)受的住外界的影響，不受自然原因的干擾，從而把一些隱藏了的化學(xué)物質(zhì)檢測出來，這對改善氣體環(huán)境很有幫助。

4 環(huán)境檢測的作用分析

4.1 能分析得出環(huán)境受到污染的程度

進行環(huán)境檢測過程時，各方面的人員必須通過對數(shù)據(jù)進行分析從而知道環(huán)境受到的污染情況。如果相關(guān)企業(yè)要在地方進行發(fā)展，相關(guān)企業(yè)應(yīng)該利用紅外光譜技術(shù)對環(huán)境進行檢測得出相關(guān)環(huán)境情況，之后企業(yè)就能從中分析得出自己能否在此開展建設(shè)，并且這樣就可以更好的減少開支，提高企業(yè)的利潤，保證企業(yè)不會虧本。

4.2 環(huán)境檢測為環(huán)保標準提供了依據(jù)

為了確保環(huán)境檢測工作順利開展，相關(guān)部門就要制定出一定的制度去規(guī)范員工的行為，因為一些員工的不自制所以只有靠制度去約束工作人員才能保證好環(huán)境檢測工作的順利實行。還有企業(yè)也要制定出一個環(huán)保檢測的標準，這樣工作人員就可以按照這個標準去排查哪一部分的環(huán)境不合格，有一個固定的環(huán)保參數(shù)標準會方便工作人員去操作，為環(huán)境檢測提供了一個參考依據(jù)。

4.3 環(huán)境檢測能有效的促進環(huán)境呈好的趨勢發(fā)展

在進行環(huán)境檢測工作時，企業(yè)要制定出一些規(guī)章制度去管理好員工和相關(guān)的環(huán)境情況。通過多次使用環(huán)境檢測工具來分析環(huán)境狀況并找出不好的地方來優(yōu)化，我們發(fā)現(xiàn)通過監(jiān)測技術(shù)找出問題，相關(guān)工作人員就能有針對性的去改善環(huán)境問題，使得其環(huán)境得到了很好的發(fā)展。由此可見環(huán)境監(jiān)測能夠良好的促進環(huán)境改善，所以環(huán)境監(jiān)測部門要充分利用紅外光譜技術(shù)來進行環(huán)境檢測，幫助環(huán)境部門達到改善環(huán)境的效果。

5 對紅外光譜技術(shù)展開未來期望

時代不斷變遷，近些年我國科技不斷發(fā)展，紅外光譜技術(shù)也不斷得到改善提高。紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用廣泛，在很大程度上幫助了許多企業(yè)節(jié)約時間節(jié)約成本，為企業(yè)帶來了更大的經(jīng)濟效益。其中在紅外光譜技術(shù)涉及到的行業(yè)中，紅外光譜技術(shù)對環(huán)境科學(xué)幫助極大，紅外光譜技術(shù)能夠幫助檢測環(huán)境污染狀況，分析出污染物的化學(xué)物質(zhì)構(gòu)成。而且整個檢測過程容易操作，時間短，在一定程度上幫助了環(huán)境部門節(jié)約了人力物力、時間等。紅外光譜的檢測技術(shù)和其他技術(shù)相比，還存在一個巨大的優(yōu)勢，其他檢測技術(shù)在監(jiān)測環(huán)境的過程中可能會給環(huán)境帶來一些傷害，但是紅外光譜技術(shù)不會對環(huán)境帶來任何傷害，也不會污染環(huán)境。特別是隨著近些年科技的發(fā)展，紅外光譜技術(shù)也不斷得到完善，他的檢測精確度越來越高，檢測時間也越來越快，這使得很多行業(yè)都開始應(yīng)用紅外光譜技術(shù)。所以我認為紅外光譜技術(shù)在未來一定會發(fā)展得更好，應(yīng)用的更加廣泛，讓我們一起期待那一天的到來。

6 結(jié)語

上文我主要描述了紅外光譜技術(shù)的優(yōu)點和應(yīng)用，其中重點說明了紅外光譜技術(shù)對環(huán)境科學(xué)的幫助。雖然紅外光譜技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)處于成熟階段，但是紅外光譜技術(shù)的提升空間依舊很大。我相信，通過科研人員的不斷研究，紅外光譜技術(shù)一定會變得更好應(yīng)用更加廣泛。紅外光譜技術(shù)對改善環(huán)境的幫助上文已經(jīng)提到，讓我們期待它在其它領(lǐng)域的發(fā)展也日益輝煌。