荧光碳点在环境监测中的应用分析

冯蕾

摘 要：荧光碳点是一种分析技术，在以往常被当作金属检测技术来使用，在应用当中，这种方法体现出了较高灵敏度，检测限可达10-12，相比于其他检测技术，例如分光光度法、比色法等要高出许多，而因为此方法的优异性能，在现代的环境监测工作当中，开始广泛应用此项技术，因为现代环境中存在许多无机物、有机物污染现象，所以荧光碳点具有良好的适用性。

关键词：荧光碳点；环境监测；应用

中图分类号：O657.3 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）30-0382-01

引 言

在以往的应用当中，荧光碳点能够对成本复杂、含量微小的无机物、无机物成分进行检测，确认两者的类型、规模、程度等，而这种表现恰恰符合环境监测工作的需求，因此通过荧光碳点可以有效提高环境监测工作的能效。本文主要分析荧光碳点在环境监测当中的应用，了解荧光碳点在此项工作当中的常见应用方法，再分析其应用结果。

1 荧光碳点在环境监测工作中的应用

1.1 无机物监测

无机物是一种常见的环境污染物质，所以对无机物进行监测，可以有效保障环境的质量。目前，环境监测单位常使用荧光碳点中的直接荧光法、荧光猝灭法、动力学荧光法来对无机物进行监测，下文将对这3种方法进行分析：

（1）直接荧光法。直接荧光法主要能够对无机物当中的金属离子进行检测，其检测原理在于：将无机物样品与有机荧光试剂相互结合，此时因为有机荧光试剂对无机物内金属离子的检测作用，其会强度会随着金属离子的浓度而发生改变，此时通过荧光强度动态变化，既可以了解到无机物金属离子的浓度，最终结合相关的规程来判定无机物是否存在污染现象。这种方法因为其荧光实际多为铬变酸，所以不会受到60种左右阴、阳离子的干扰，可以直接跳过预处理部分，直接对样品进行监测而得名，是一种使用简便、结果准确的无机物监测方法[1]。

（2）荧光猝灭法。荧光猝灭法主要采用荧光猝灭剂作为监测用剂，而荧光猝灭剂即为无机物金属离子。在原理上，金属离子与荧光试剂相互接触之后，荧光试剂的猝灭程度会因为浓度发生变化，这两者之间的关系为线性关系，所以将两者结合之后，观察荧光试剂的猝灭程度即可判断无机物的金属离子浓度。此外，荧光猝灭法除了能对无机物金属离子进行监测以外，还能对其他非金属质地的元素进行测定，例如卤素离子、硝基化合物等。

（3）动力学荧光法。动力学荧光法主要利用催化原理来进行监测，此方法的特点在于：只能对某些特定的金属离子进行监测，由此可见这种方法具有一定的局限性，但是其监测结果的准确性较高，因此还是具有一定应用价值的。原理上，因为某些特定的金属离子对于荧光的反应具有催化作用，那么根据催化程度即可判定无机物当中金属离子的浓度。

1.2 有机物监测

有机物主要是指环境当中包含的有毒物质，其大部分都具有较大的危害，如果浓度过高并被人体吸收，容易造成癌症、畸形、突变等重大影响，因此值得被相关领域重视。目前有机物的特点主要体现出：高毒性、长残留性、半挥发性、高脂溶性的特征，因为这些特性的影响，其能够通过许多渠道来完成传播，而以往要对有机物进行监测，往往需要大量的时间、成本、资源等，使得环境治理工作的进度不及污染增长的速度。而在荧光碳点之下，可以利用此方法特有的光学性质以及多样化的活性反应，来实现对有机物的监测，根据前人研究了解到，在荧光碳点的应用之下，改善了传统有机物监测的弊端。

具体方法上，通过荧光碳点的疏水、配位交换和氢键作用，可以将多环芳烃、多氯联苯、农药等有机污染毒物吸收，之后因为荧光碳点的活性反应，荧光中的碳点会根据有机毒物的浓度而发生聚集，此时荧光的亮度就会减弱，由此可见此方法的原理与上述荧光猝灭法类似，所以在判定方法上也相对类似[2]。

1.3 微生物监测

微生物并不是一种有害生物，其在某种角度上还能够实现环境保护作用，因为其对于污染物质具有良好的分解性，那么由此说明微生物的浓度与污染浓度具有一定的关系，即微生物浓度越高，就说明污染浓度相对较低。在荧光碳点之下能够对微生物进行标记，其碳点会进入微生物的细胞膜、细胞质、细胞核当中，以此通过对碳点的掌握以及分布布局，即可了解到微生物的浓度。此外，通过荧光碳点对微生物进行标记的方法，相比于传统方法而言，其更加具有现实的经济意义，同时更加简便，因此具有良好的应用价值。

2 实例荧光碳点应用结果分析

2.1 实例概况

某地区环境监测工作当中，通过其他方法发现其水体环境当中的无机物、有机物出现严重超标现象，因此需要进行治理，但是为了保障治理措施的有效性，需要確认无机物、有机物具体的污染程度，因此该单位采用了荧光碳点技术。

2.2 实例荧光碳点应用过程

主要采用了微生物监测方法，对该地区水体环境当中的微生物进行了标记，以此可以得到微生物的浓度，之后再对水体环境进行取样，共取得12组样品，同样采用荧光碳点法中的直接荧光法、有机物监测方法对无机物、有机物的浓度进行测定，最终将微生物浓度与无机物、有机物的浓度测定结果相互对比，即可确定该地区水体环境质量的超标菌体信息。

2.3 实例荧光碳点应用结果

根据上述方法，实例地区的微生物浓度为1341.5mg/m2；无机物浓度为1421.6mg/m2；有机物浓度为1461.4mg/m2，那么根据对比结果可见，该地区的无机物超标约为80.1mg/m2；有机物超标约为119.9mg/m2。之后针对无机物、有机物的表现，采取了相应的措施进行处理，例如排水措施、微生物植入等，最终依照上述的方法再一次对水体环境中的微生物、无机物、有机物各自浓度进行测定，并将三者测定结果进行对比之后发现，其无机物、有机物的浓度已经地域微生物的浓度，因此说明水体环境的质量初步达标，并在之后的微生物治理效果下，可以使水体环境愈发边好。

3 结 语

本文主要分析了荧光碳点在环境监测中的应用，分析首先介绍了无机物监测、有机物监测、微生物监测3种荧光碳点在环境监测中的应用方式，之后结合实例，对荧光碳点的应用效果进行了介绍，结果显示荧光碳点具有良好的应用效果。

参考文献

[1]王 强，胡旭虎.荧光碳点在环境监测中的应用研究[J].中南民族大学学报（自然科学版），2017，36（4）：22～26.

[2]杨 捷，许 琳，宋金萍，马 琦.微波法制备氮掺杂碳量子点及其在金属离子检测中的应用[J].分析试验室，2017（12）：1386～1389.

收稿日期：2018-9-14