浅谈红外光谱技术在环境科学中的应用与展望

欧 宇

(湖南有色金属职业技术学院，湖南 株洲 412006)

随着时代的变迁，我国的经济逐渐发展了起来，科技水平也得到了提高，红外光谱技术是近些年科技发展的产物，红外光谱技术自问世以来，就得到了迅速发展。当下社会，因为红外光谱技术的科学性较高，且对企业的发展很有帮助，所以光谱技术被应用到多个行业，其应用率较高。其中，红外光谱技术对环境科学行业的价值较高，能够有效地把环境中的污染物排查出来，改善环境的效果显著。因此，相关环境部门应该大力普及红外光谱技术，把它应用到环境科学行业中。下文是我对红外光谱技术在环境科学中的应用进行的分析。

1 红外光谱技术的优点

1.1 不用进行样品检测

根据当下科技背景研发出来的红外光谱技术容易使用且操作方便，它不需要花时间去检查和处理样品。因为红外光谱技术的光线很强而且其散射效果也很大，它的光散穿透力度大，红外光谱技术可以通过其光的穿透力穿透过物品甚至是墙来进行照射。相关部门不需要检查样品就可以通过红外光谱技术来快速的检测样品，这样可以减少检查样品的步骤，加快检查时间，能在一定程度上节约人力资源，节约工作时间和节约成本。

1.2 能分析其内在化学物质

为了提高相关企业的工作效率，相关企业在利用红外光谱技术操作的时候，可以把需要测定的样品进行分拣，把它们组合成小组，然后就可以一次性的通过红外光谱技术进行扫描，节约了检测时间。红外光谱技术在进行样品检测的时候，不但能得出样品好坏的结果，还能得出其化学物质成分，更加详细地得出检测物品的报道。

1.3 没有破坏性

红外光谱技术最大的一个优点就是没有破坏性。很多红外线检测技术虽然能有效地检测出样品的质量，但是在检测过程中对样品都有一些损害，还会影响到周边微小物质，还有的红外线技术甚至会伤害人的身体健康。因此科学家们在进行红外光谱技术研制的过程中考虑了其破坏性这一方面的影响，并对其进行了研究，最终新型红外光谱技术研制成功了。它最大的优点就是对样品没有任何破坏性，对样品的内在没有任何消耗副作用。一些企业可能会认为此技术不对样品有损害，对人体健康也不会有影响，那么就可能在检测结果上存在缺陷，担心红外光谱技术检测不准确，但其实这一点是完全不需要担心的。

1.4 扫描时间短

红外光谱技术是利用传输光谱信号来进行样品检测的，红外光谱技术的一个优点就在于他传输光谱信号的时间较短，它能够在极短的时间内就完成对样品的扫描，然后进行检测分析得出光谱图。这一过程所用的时间是比较短的，能有效地提高相关检测部门工作的效率。

1.5 能远距离进行样品分析检查

当某个企业需要检测一个产品时，但是这个产品却不在自己身边，这时候进行产品传输不但浪费时间而且浪费传输资金，这在一定程度上会减小企业的所得利益。这时候红外光谱技术就能派上用场了，它与之前的红外线检测技术不同，它能够进行远距离的样品检查。在进行远距离的产品检测的时候，相关部门只需要利用红外光谱技术把光谱信号传输到检测物主体身上就可以得出样品的成分，完成样品检测。这种检测模式不但能节省传输时间，还能节省传输运费，经济实惠提高企业的经济效益。

2 红外光谱技术的分析

2.1 定性分析

红外光谱技术的成功离不开它的定性分析技术，其定性分析技术能够在检测过程中分析样品的内在，得出样品内在数据。而且红外光谱技术进行定性分析的时间较短，所需要的检测样品也比较小。此定性分析技术能有效地帮助红外线检测技术不破坏样品的质量，还加快了检测时间。

2.2 定量分析

虽然当下科技水平和之前相比已经有了显著提高，但也还存在一些不足。因此红外光谱定量分析技术也有一些缺陷存在，所以红外光谱分析技术的应用率较低，只有在特殊的情况下才会使用，当异构体出现时相关部门才不得已会使用定量分析技术。因为红外光谱定量技术的要求比较高，以当下的技术还在不足以支撑其技术的应用。因此相关部门需要等以后科技得到了更好的发展，红外光谱技术得到完善之后在进行此技术普及。

3 在环境科学行业中红外光谱技术的应用

在当今社会的背景下，我国红外光谱技术已经得到了普及且应用比较广泛。因为红外光谱技术对固体、液体甚至气体都能进行检测，所以在地理科学、天文科学、生物科学、环境科学、医学等行业都有涉及。尤其红外光谱技术在环境科学中的应用很是广泛，它能有效检测出环境中的污染颗粒等污染物。它能够分析出存在于环境污染物内部的化学成分，而且环境中液体、气体物质里面的污染颗粒也能被检测出来，所以红外光谱技术应用到环境科学中是很有必要的，它能有效的检测出环境中的污染物，方便相关部门进行环境改善和治理。

3.1 检测固体环境

固体环境中存在的污染是很多的，它靠普通仪器是不能检测出来的。比如土壤固体环境，土壤里面包含的微生物和化学成分较多，这时候环境部门就需要利用红外光谱技术进行土壤分析，红外光谱技术能够检测出菌体等其他微生物，并分析出相关特性，研究人员就可以通过分析其特殊性，研究出杀菌药品进行土壤杀菌，这就能有效的帮助改善土质，改善其土壤环境。还有相关研究人员还会通过运用红外光谱法，对土壤中的农药进行检测分析，红外光谱技术能够代替原始检测方法，加快检测时间检测质量提高检测的效率，所以利用红外光谱技术检测固体环境能有效的检测出有害物质，从而帮助相关部门改善土质，改善其环境。

3.2 监测液体环境

近些年水体污染率也随着各方面的污染升高，其中有机污染物对水体污染的占比最大，为了改善我国的水体质量，检测液体中的有机污染物就显得很重要了。在红外光谱技术没有出现之前，大多数相关部门都是用重镉酸盐法去检测液体中的有机污染物，但是这种方法流程较多检测过程麻烦。自红外光谱技术问世以来，红外光谱技术就代替了重镉酸盐法去进行有机污染物检测，这种新技术流程少精准度高，所以用红外光谱技术检测液体环境中的污染物对改善液体环境很有帮助。

3.3 检测气体环境

气体环境中的污染物都是极其微小的，这时候就需要非常精准的仪器才能检测出气体环境中存在的杂质。检测部门能够通过红外光谱技术检测出气体环境中存在的污染颗粒，并会自动分析得出其污染物的光谱信息。环境部门就可以利用其光谱信息知道污染物的构成，从而对症下药提出改善环境的方法。因为气体环境范围广，而且在监测气体环境的过程中，还会受到天气等自然影响，这在一定程度上加大了检测的难度。一部分污染物的化学物质会因为自然原因受到隐藏，加大了红外光谱检测污染物的难度。但是随着科研人员的不断研究，有研究人员表明可以把红外光谱技术和神经网络技术结合起来，通过这两项技术的结合，它检测污染物的强度也就随之增加，它在一定程度上能经受的住外界的影响，不受自然原因的干扰，从而把一些隐藏了的化学物质检测出来，这对改善气体环境很有帮助。

4 环境检测的作用分析

4.1 能分析得出环境受到污染的程度

进行环境检测过程时，各方面的人员必须通过对数据进行分析从而知道环境受到的污染情况。如果相关企业要在地方进行发展，相关企业应该利用红外光谱技术对环境进行检测得出相关环境情况，之后企业就能从中分析得出自己能否在此开展建设，并且这样就可以更好的减少开支，提高企业的利润，保证企业不会亏本。

4.2 环境检测为环保标准提供了依据

为了确保环境检测工作顺利开展，相关部门就要制定出一定的制度去规范员工的行为，因为一些员工的不自制所以只有靠制度去约束工作人员才能保证好环境检测工作的顺利实行。还有企业也要制定出一个环保检测的标准，这样工作人员就可以按照这个标准去排查哪一部分的环境不合格，有一个固定的环保参数标准会方便工作人员去操作，为环境检测提供了一个参考依据。

4.3 环境检测能有效的促进环境呈好的趋势发展

在进行环境检测工作时，企业要制定出一些规章制度去管理好员工和相关的环境情况。通过多次使用环境检测工具来分析环境状况并找出不好的地方来优化，我们发现通过监测技术找出问题，相关工作人员就能有针对性的去改善环境问题，使得其环境得到了很好的发展。由此可见环境监测能够良好的促进环境改善，所以环境监测部门要充分利用红外光谱技术来进行环境检测，帮助环境部门达到改善环境的效果。

5 对红外光谱技术展开未来期望

时代不断变迁，近些年我国科技不断发展，红外光谱技术也不断得到改善提高。红外光谱技术的应用广泛，在很大程度上帮助了许多企业节约时间节约成本，为企业带来了更大的经济效益。其中在红外光谱技术涉及到的行业中，红外光谱技术对环境科学帮助极大，红外光谱技术能够帮助检测环境污染状况，分析出污染物的化学物质构成。而且整个检测过程容易操作，时间短，在一定程度上帮助了环境部门节约了人力物力、时间等。红外光谱的检测技术和其他技术相比，还存在一个巨大的优势，其他检测技术在监测环境的过程中可能会给环境带来一些伤害，但是红外光谱技术不会对环境带来任何伤害，也不会污染环境。特别是随着近些年科技的发展，红外光谱技术也不断得到完善，他的检测精确度越来越高，检测时间也越来越快，这使得很多行业都开始应用红外光谱技术。所以我认为红外光谱技术在未来一定会发展得更好，应用的更加广泛，让我们一起期待那一天的到来。

6 结语

上文我主要描述了红外光谱技术的优点和应用，其中重点说明了红外光谱技术对环境科学的帮助。虽然红外光谱技术现在已经处于成熟阶段，但是红外光谱技术的提升空间依旧很大。我相信，通过科研人员的不断研究，红外光谱技术一定会变得更好应用更加广泛。红外光谱技术对改善环境的帮助上文已经提到，让我们期待它在其它领域的发展也日益辉煌。