紫外可见光分光光度计在环保检测领域的应用及使用问题分析

张梦索

（江西中检联检测有限公司，江西 南昌 330000）

在电子产品快速发展的背景下，为满足技术与产品功能的需求，一些电子产品的原材料、零部件中添加了铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、六价铬（Cr6+）、多溴联苯（PBBs）、多溴联苯醚（PBDEs）等有毒有害元素或物质[1]。这些毒害元素或物质在电子产品废弃后，若处理不当就会造成环境污染以及资源浪费。为节约资源和保护环境，开展电子产品污染控制工作将毒害元素或物质进行减量化替代，检测工作尤为重要。在环境保护工作日益严峻的背景下，想要快速获取准确的检测结果，则需要采用更为科学的检测技术以及设备，紫外可见光分光光度法是一种新型检测方法，而紫外线可见光分光光度计在环保检测领域的应用日益广泛。此外，污染物对于紫外线有较强的敏感度，使得紫外线可见光分光光度计可以准确检测污染物成分与含量，检测效果明显。

1 应用原理及其特征分析

紫外线可见光分光光度计应用单色器技术，波长区间为190～1 100 nm，该仪器被广泛应用在有机化学的相关研究中。与红外光谱仪的原理相似，紫外线可见光分光光度计主要是通过使用一定幅度的紫外线可见光去照射被分析的有机物，从而引起分子中的带价电子快速活动，并且有选择性吸收电子。在照射有机物时，会产生一组吸收受波长改变影响的光谱，对产生的光谱实施分析，即可获取检测结果。

紫外线可见光分光光度计被广泛应用在有机化学中，鉴定物质、测定纯度、观察有机分子结构等研究均可用到光度计[2]。由于紫外线可见光分光光度计可以准确测定结构复杂的化学物和混合物中各物质的构成水平，还能测定物质中的离解常数，鉴别物质的分子量等，因此被广泛应用。在经济快速发展的背景下，环境污染也愈发严重，为了贯彻落实可持续发展观，人们愈发关注环境污染与治理情况，为此需要选择合适的检测仪器来了解污染情况。紫外线可见光分光光度计可以有效检测环境中污染物的类型与水平，并实施定性与定量分析，方便相关人员评估与处理。

紫外线可见光分光光度计包含单光束与双光束仪器，这是按照紫外线不同光路而产生的分别[3]。单光束紫外线可见光分光光度计具备较高光效率，结构也比较简单，并且价格低廉，性价比较高，但该类型光度计稳定性较差，并且漂移较大。然而双光束光度计的稳定性较高，且漂移较小，但其结构较复杂、价格昂贵。在实际应用中，人们通常根据实际情况选择使用或混合使用，以充分利用其优势。

紫外线可见光分光光度计在环保检测领域中的基本定律便是郎伯-比尔定律，也可将其称之为光吸收定律[4]。该定律作为分光光度法定量分析的基础与参照，其在紫外线可见光分光光度计环保检测过程中发挥着重要的基础性作用，这一点是不能忽略的。该定律是利用物质对某一波长光吸收的强弱与溶液的吸光程度、吸光物质的浓度之间的函数关系来测量环境中各物质的浓度，从而得出清洁某一物质的结论。例如，大气污染的检测工作中，采用该光度计能够快速测得大气中存在的污染物及其具体含量，整体过程较为便利，且检测结果更加清晰直观，能够为后续环保工作提供重要支持。基于此，工作人员需要制定相应的解决方案，减少大气中氮元素浓度，保持大气的安全。

紫外线可见光分光光度法是紫外线可见光分光光度计应用在环保检测领域的核心内容，该方法主要是通过利用物质分子对紫外可见光光谱的辐射吸收性能来分析物质成分。物质分子可以吸收的光谱是在电子与分子轨道上的电子之间产生的，对于无机物与有机物的定性与定量分析有积极效果[5]。其利用环境中不同物质所吸收的光谱的不同的特性以及紫外线的吸收情况，区分环境中的各种不同物质。

2 在环保检测中的重要应用价值分析

2.1 在大气污染中的检测

在城市化建设进程不断加速的背景下，虽然城镇经济发展速度不断提高，但工业生产使得当前城市生态环境不断恶化，大气环境污染最明显，污浊的空气环境会严重影响人们的身体健康，是当前环境检测工作中的主要内容。空气当中的二氧化硫（SO2）、氮氧化物等污染物均可以使用紫外可见光分光光度法来进行检测，但是该方法与相应仪器不能检测空气当中的颗粒污染物，因此在实际使用紫外可见光分光光度法与分光光度计检测空气污染时，不能准确检测中空气中包含的气溶胶浓度[6]。根据我国政府规定，需要不断加强大气污染检测工作，相关部门也制定了科学的检测工作目标对大气污染检测工作进行指导，确定的主要检测项目是臭氧浓度，而使用紫外可见光分光光度法与分光光度计可以准确检测空气中的臭氧浓度，其数据结果的准确率较高。除此之外，采用该光度计对大气污染情况进行检测，能够准确地判断出大气中存在的主要污染物，并判断各项污染物的具体含量。目前，应用紫外可见光分光光度计已经成为环保检测领域的专家学者快速了解大气层是否出现损害的主要手段，这为大气环保检测提供了准确、可靠的数据基础，从而帮助人们更好地分析大气情况。

2.2 在水源与废水中的检测

水体富营养化是水体污染的一种，是指水中氮、磷元素超过标准含量，产生水体污染并形成恶性循环，为水生生物提供丰富营养物质，加快生物生长、繁殖，从而严重影响水系统生态平衡[7]。因此，需要采用科学的检测技术保证整体检测效果。为了综合且全面地了解和完成水体质量评估，需要使用相应专业的检测技术，其中包括对水体水相、固相以及生物相等不同方面展开全面且综合的检测与评估。结合当前环境污染的实际情况来看，需要明确当前水体污染存在的具体问题以及导致水污染的主要原因，采用相应的检测技术，主要检测内容为固相污染和生物相污染，采用光度计检测方法能够取得良好的效果，这主要是因为水体中的废水组成成分十分复杂，如果想要找到水体污染源，则需要根据检测结果进行分析与判断，准确、综合探究废水的情况，而应用紫外线可见光分光光度计就可以准确检测出水体氮、磷元素含量，从而帮助工作人员完成污染评估工作，预防水体富营养化。另外，氮磷元素在水中的存在形式是含有氮磷的化学物质，需要对其进行处理，使其转换成含有氮磷的正盐类才能进行检测。

2.3 在土壤污染中的检测

在工业不断发展的背景下，我国农业以及城市的土壤污染问题逐渐加剧，工业生产产生的重金属元素等进入土壤后，会对土壤结构造成破坏，被污染的土壤无法用于农业种植或工程建设，所以为了明确土壤污染的实际情况，则需要采用相应的技术和设备对土壤元素进行检测，应用紫外线可见光分光光度计能够对土壤中的重金属含量进行快速、准确的测定与分析，随后还需根据实际情况对区域内土壤进行标记[8]。另外，相关环境管理部门也可以通过检测出的土壤中包含的重金属水平来了解与评估土壤污染水平，并据此对污染土壤进行处理，从而保证人们的健康生产与生活。

2.4 在有机物污染中的检测

有机物污染的检测是环保检测领域中重要的工作内容，当有机物污染广泛分布在大气、水体与土壤中，就会造成十分严重的环境污染。有机物污染的具体情况以及其污染构成比较复杂，应用紫外线可见光分光光度计仅能完成综合评估，不能对某一项污染物进行检测，因此紫外线可见光分光光度计不能为环保检测提供定性以及定量检测的结果与相关报告。通常情况下，应用紫外线可见光分光光度计对有机污染物实施综合检测的项目为COD，并且将类别项目作为对象，实现有机污染物水平的评估[9]。

3 紫外可见光分光光度计在使用中的问题分析

3.1 常见问题

3.1.1 杂散光

问题：出现杂散光后，紫外可见光纯度就会降低，因此检测的误差就会增加，导致检测结果与被检测目标实际情况不符。产生杂散光的原因主要是紫外线可见光分光光度计光敏部位密封不严，光学元件错位、损坏、污染、老化等。解决对策：因为紫外线可见光分光光度计的光敏元件较为活跃，想要保持元件温度稳定则必须予以充分的散热，但是在散热期间，大气中的灰尘会从散热孔吸入并附着在光敏元件上，从而导致杂散光的出现，这就会对检测结果产生直接影响。因此需要使用酒精将灰尘擦拭掉，并使用吹风机吹干，以避免酒精、水渍残留、水等造成的影响。同时，因为反光镜设备与常规的设备存在很大差异，反光镜表面镀一层软膜，所以需要采用特殊的除尘方法。在除尘过程中需要保证软膜不被破坏。除此之外，引起紫外光出现杂散光超差问题的因素，还包括光度计元件存在故障问题，比如准直镜错位等，此时需要对光度计进行调节与修复，将存在的误差问题全部解决，从而使光度计恢复正常状态。除了元件故障问题之外，光度计焦距误差也会引起检测超差问题出现，在这种情况下，需要调整焦距与光源的位置，直至出现一半光斑，纯净且均匀，此时说明调整良好，随后将光源位置固定[10]。

3.1.2 基线平直度

问题：在紫外线可见光分光光度计中，基线平直度是主要技术参数，具备重要意义。因为基线平直度、噪声等综合作用，使得紫外线可见光分光光度计性能优良，从而能够提高检测结果的准确性。当基线平直度超过标准误差范围时，图谱上就会出现扭曲值与假峰值，从而明显降低光度计的准确性。解决对策：造成基线平直度改变的原因可能是光的散射、光敏元件被污染等情况，利用清理光学元件上的杂质能够调整修改基线平直度[11]。若在切换光源时，发现基线有较大改变，则需要调整与校正光源处理该问题。当仪器使用较长时间后，需要及时对其进行保养和维修，从而消除基线平直度误差。也可安装稳压器来保证电压稳定。

3.2 仪器预热问题

对于仪器的预热情况，多数光度计说明书要求约20 min。如果是带有微处理器的光度计，在开机后自检约10 min。有些相关人员认为仪器初始化过程即加热过程，开机只需预热电路系统[12]。预热的目的是让仪器达到可以使用的目的，使仪器在测量时可以更加稳定，所得数据更加准确。并且预热仪器也会让光路系统、电子元件维持稳定。不同紫外线可见光分光光度计需要按照说明书预热，待仪器显示数据不再变化即可开始检测。由于紫外线可见光分光光度计具备双光源，在开机自检结束后需要将无用光源关闭，以延长使用寿命。

3.3 误差分析

3.3.1 检测方法不当

连续法经常应用在检测波长示值上，连续对驱动波长检测，使用仪器自身投射对比测试示值变化。该方法会让光谱发生较大改变，因此被否定，后改用逐点法[13]。该方法能够保证数据的准确性，从而最大限度表现仪器波长，能够明显减少误差。

3.3.2 检测环境不当

当开展相关物质检测时，检测环境会在一定程度上影响检测效果，从而造成结果误差。若没有密封处理分光计或仪器密封性降低，强光会直射光源系统中，杂散光会减少，结果就会出现误差[14]。若环境中有较多灰尘，灰尘附着到滤光片上，也会产生误差。

3.4 波长准确度检查与矫正

在日常使用紫外线可见光分光光度计检测时无需检查仪器波长准确度。若检测时发现灵敏度降低则需要检查。在采用该方法进行检测时，需要将波长调节至580 nm，之后将白纸插入吸收池座的通光道内，如果在白纸上识别出长方形黄色光斑，则表明波长准确度处于正常范围内，如果没有发生，则需要对波长进行矫正处理。在长途搬运仪器后需要更换光源的灯泡，受到机械振动后需要检查与矫正波长准确度。矫正方法包含利用氪灯特征的发射线矫正法、干涉滤光片法等[15]。

4 结语

在工业化进程不断加快，环境问题日益突出的背景下，紫外可见光分光光度计被广泛应用在环保检测领域中，用来检测污染物的浓度以及污染程度，其产生的结果为管理层的决策提供了准确、客观的数据基础，从而助力环境污染的安全有效治理。紫外可见光分光光度计在环保检测领域的应用代表着环保检测水平向着多功能化、集成化、便捷化发展，提高了环境检测的工作效率以及环境治理的质量与效率，从而在保证我国经济快速发展的同时保障环境的可持续发展。