張夢(mèng)索

（江西中檢聯(lián)檢測(cè)有限公司，江西 南昌 330000）

在電子產(chǎn)品快速發(fā)展的背景下，為滿(mǎn)足技術(shù)與產(chǎn)品功能的需求，一些電子產(chǎn)品的原材料、零部件中添加了鉛（Pb）、汞（Hg）、鎘（Cd）、六價(jià)鉻（Cr6+）、多溴聯(lián)苯（PBBs）、多溴聯(lián)苯醚（PBDEs）等有毒有害元素或物質(zhì)[1]。這些毒害元素或物質(zhì)在電子產(chǎn)品廢棄后，若處理不當(dāng)就會(huì)造成環(huán)境污染以及資源浪費(fèi)。為節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境，開(kāi)展電子產(chǎn)品污染控制工作將毒害元素或物質(zhì)進(jìn)行減量化替代，檢測(cè)工作尤為重要。在環(huán)境保護(hù)工作日益嚴(yán)峻的背景下，想要快速獲取準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果，則需要采用更為科學(xué)的檢測(cè)技術(shù)以及設(shè)備，紫外可見(jiàn)光分光光度法是一種新型檢測(cè)方法，而紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)在環(huán)保檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。此外，污染物對(duì)于紫外線(xiàn)有較強(qiáng)的敏感度，使得紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)可以準(zhǔn)確檢測(cè)污染物成分與含量，檢測(cè)效果明顯。

1 應(yīng)用原理及其特征分析

紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)應(yīng)用單色器技術(shù)，波長(zhǎng)區(qū)間為190～1 100 nm，該儀器被廣泛應(yīng)用在有機(jī)化學(xué)的相關(guān)研究中。與紅外光譜儀的原理相似，紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)主要是通過(guò)使用一定幅度的紫外線(xiàn)可見(jiàn)光去照射被分析的有機(jī)物，從而引起分子中的帶價(jià)電子快速活動(dòng)，并且有選擇性吸收電子。在照射有機(jī)物時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一組吸收受波長(zhǎng)改變影響的光譜，對(duì)產(chǎn)生的光譜實(shí)施分析，即可獲取檢測(cè)結(jié)果。

紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)被廣泛應(yīng)用在有機(jī)化學(xué)中，鑒定物質(zhì)、測(cè)定純度、觀(guān)察有機(jī)分子結(jié)構(gòu)等研究均可用到光度計(jì)[2]。由于紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)可以準(zhǔn)確測(cè)定結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化學(xué)物和混合物中各物質(zhì)的構(gòu)成水平，還能測(cè)定物質(zhì)中的離解常數(shù)，鑒別物質(zhì)的分子量等，因此被廣泛應(yīng)用。在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，環(huán)境污染也愈發(fā)嚴(yán)重，為了貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展觀(guān)，人們愈發(fā)關(guān)注環(huán)境污染與治理情況，為此需要選擇合適的檢測(cè)儀器來(lái)了解污染情況。紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)可以有效檢測(cè)環(huán)境中污染物的類(lèi)型與水平，并實(shí)施定性與定量分析，方便相關(guān)人員評(píng)估與處理。

紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)包含單光束與雙光束儀器，這是按照紫外線(xiàn)不同光路而產(chǎn)生的分別[3]。單光束紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)具備較高光效率，結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，并且價(jià)格低廉，性?xún)r(jià)比較高，但該類(lèi)型光度計(jì)穩(wěn)定性較差，并且漂移較大。然而雙光束光度計(jì)的穩(wěn)定性較高，且漂移較小，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、價(jià)格昂貴。在實(shí)際應(yīng)用中，人們通常根據(jù)實(shí)際情況選擇使用或混合使用，以充分利用其優(yōu)勢(shì)。

紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)在環(huán)保檢測(cè)領(lǐng)域中的基本定律便是郎伯-比爾定律，也可將其稱(chēng)之為光吸收定律[4]。該定律作為分光光度法定量分析的基礎(chǔ)與參照，其在紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)環(huán)保檢測(cè)過(guò)程中發(fā)揮著重要的基礎(chǔ)性作用，這一點(diǎn)是不能忽略的。該定律是利用物質(zhì)對(duì)某一波長(zhǎng)光吸收的強(qiáng)弱與溶液的吸光程度、吸光物質(zhì)的濃度之間的函數(shù)關(guān)系來(lái)測(cè)量環(huán)境中各物質(zhì)的濃度，從而得出清潔某一物質(zhì)的結(jié)論。例如，大氣污染的檢測(cè)工作中，采用該光度計(jì)能夠快速測(cè)得大氣中存在的污染物及其具體含量，整體過(guò)程較為便利，且檢測(cè)結(jié)果更加清晰直觀(guān)，能夠?yàn)楹罄m(xù)環(huán)保工作提供重要支持?；诖耍ぷ魅藛T需要制定相應(yīng)的解決方案，減少大氣中氮元素濃度，保持大氣的安全。

紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度法是紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)應(yīng)用在環(huán)保檢測(cè)領(lǐng)域的核心內(nèi)容，該方法主要是通過(guò)利用物質(zhì)分子對(duì)紫外可見(jiàn)光光譜的輻射吸收性能來(lái)分析物質(zhì)成分。物質(zhì)分子可以吸收的光譜是在電子與分子軌道上的電子之間產(chǎn)生的，對(duì)于無(wú)機(jī)物與有機(jī)物的定性與定量分析有積極效果[5]。其利用環(huán)境中不同物質(zhì)所吸收的光譜的不同的特性以及紫外線(xiàn)的吸收情況，區(qū)分環(huán)境中的各種不同物質(zhì)。

2 在環(huán)保檢測(cè)中的重要應(yīng)用價(jià)值分析

2.1 在大氣污染中的檢測(cè)

在城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加速的背景下，雖然城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷提高，但工業(yè)生產(chǎn)使得當(dāng)前城市生態(tài)環(huán)境不斷惡化，大氣環(huán)境污染最明顯，污濁的空氣環(huán)境會(huì)嚴(yán)重影響人們的身體健康，是當(dāng)前環(huán)境檢測(cè)工作中的主要內(nèi)容?？諝猱?dāng)中的二氧化硫（SO2）、氮氧化物等污染物均可以使用紫外可見(jiàn)光分光光度法來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，但是該方法與相應(yīng)儀器不能檢測(cè)空氣當(dāng)中的顆粒污染物，因此在實(shí)際使用紫外可見(jiàn)光分光光度法與分光光度計(jì)檢測(cè)空氣污染時(shí)，不能準(zhǔn)確檢測(cè)中空氣中包含的氣溶膠濃度[6]。根據(jù)我國(guó)政府規(guī)定，需要不斷加強(qiáng)大氣污染檢測(cè)工作，相關(guān)部門(mén)也制定了科學(xué)的檢測(cè)工作目標(biāo)對(duì)大氣污染檢測(cè)工作進(jìn)行指導(dǎo)，確定的主要檢測(cè)項(xiàng)目是臭氧濃度，而使用紫外可見(jiàn)光分光光度法與分光光度計(jì)可以準(zhǔn)確檢測(cè)空氣中的臭氧濃度，其數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確率較高。除此之外，采用該光度計(jì)對(duì)大氣污染情況進(jìn)行檢測(cè)，能夠準(zhǔn)確地判斷出大氣中存在的主要污染物，并判斷各項(xiàng)污染物的具體含量。目前，應(yīng)用紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)已經(jīng)成為環(huán)保檢測(cè)領(lǐng)域的專(zhuān)家學(xué)者快速了解大氣層是否出現(xiàn)損害的主要手段，這為大氣環(huán)保檢測(cè)提供了準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，從而幫助人們更好地分析大氣情況。

2.2 在水源與廢水中的檢測(cè)

水體富營(yíng)養(yǎng)化是水體污染的一種，是指水中氮、磷元素超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)含量，產(chǎn)生水體污染并形成惡性循環(huán)，為水生生物提供豐富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，加快生物生長(zhǎng)、繁殖，從而嚴(yán)重影響水系統(tǒng)生態(tài)平衡[7]。因此，需要采用科學(xué)的檢測(cè)技術(shù)保證整體檢測(cè)效果。為了綜合且全面地了解和完成水體質(zhì)量評(píng)估，需要使用相應(yīng)專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)技術(shù)，其中包括對(duì)水體水相、固相以及生物相等不同方面展開(kāi)全面且綜合的檢測(cè)與評(píng)估。結(jié)合當(dāng)前環(huán)境污染的實(shí)際情況來(lái)看，需要明確當(dāng)前水體污染存在的具體問(wèn)題以及導(dǎo)致水污染的主要原因，采用相應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)，主要檢測(cè)內(nèi)容為固相污染和生物相污染，采用光度計(jì)檢測(cè)方法能夠取得良好的效果，這主要是因?yàn)樗w中的廢水組成成分十分復(fù)雜，如果想要找到水體污染源，則需要根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析與判斷，準(zhǔn)確、綜合探究廢水的情況，而應(yīng)用紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)就可以準(zhǔn)確檢測(cè)出水體氮、磷元素含量，從而幫助工作人員完成污染評(píng)估工作，預(yù)防水體富營(yíng)養(yǎng)化。另外，氮磷元素在水中的存在形式是含有氮磷的化學(xué)物質(zhì)，需要對(duì)其進(jìn)行處理，使其轉(zhuǎn)換成含有氮磷的正鹽類(lèi)才能進(jìn)行檢測(cè)。

2.3 在土壤污染中的檢測(cè)

在工業(yè)不斷發(fā)展的背景下，我國(guó)農(nóng)業(yè)以及城市的土壤污染問(wèn)題逐漸加劇，工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的重金屬元素等進(jìn)入土壤后，會(huì)對(duì)土壤結(jié)構(gòu)造成破壞，被污染的土壤無(wú)法用于農(nóng)業(yè)種植或工程建設(shè)，所以為了明確土壤污染的實(shí)際情況，則需要采用相應(yīng)的技術(shù)和設(shè)備對(duì)土壤元素進(jìn)行檢測(cè)，應(yīng)用紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)能夠?qū)ν寥乐械闹亟饘俸窟M(jìn)行快速、準(zhǔn)確的測(cè)定與分析，隨后還需根據(jù)實(shí)際情況對(duì)區(qū)域內(nèi)土壤進(jìn)行標(biāo)記[8]。另外，相關(guān)環(huán)境管理部門(mén)也可以通過(guò)檢測(cè)出的土壤中包含的重金屬水平來(lái)了解與評(píng)估土壤污染水平，并據(jù)此對(duì)污染土壤進(jìn)行處理，從而保證人們的健康生產(chǎn)與生活。

2.4 在有機(jī)物污染中的檢測(cè)

有機(jī)物污染的檢測(cè)是環(huán)保檢測(cè)領(lǐng)域中重要的工作內(nèi)容，當(dāng)有機(jī)物污染廣泛分布在大氣、水體與土壤中，就會(huì)造成十分嚴(yán)重的環(huán)境污染。有機(jī)物污染的具體情況以及其污染構(gòu)成比較復(fù)雜，應(yīng)用紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)僅能完成綜合評(píng)估，不能對(duì)某一項(xiàng)污染物進(jìn)行檢測(cè)，因此紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)不能為環(huán)保檢測(cè)提供定性以及定量檢測(cè)的結(jié)果與相關(guān)報(bào)告。通常情況下，應(yīng)用紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)對(duì)有機(jī)污染物實(shí)施綜合檢測(cè)的項(xiàng)目為COD，并且將類(lèi)別項(xiàng)目作為對(duì)象，實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物水平的評(píng)估[9]。

3 紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)在使用中的問(wèn)題分析

3.1 常見(jiàn)問(wèn)題

3.1.1 雜散光

問(wèn)題：出現(xiàn)雜散光后，紫外可見(jiàn)光純度就會(huì)降低，因此檢測(cè)的誤差就會(huì)增加，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果與被檢測(cè)目標(biāo)實(shí)際情況不符。產(chǎn)生雜散光的原因主要是紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)光敏部位密封不嚴(yán)，光學(xué)元件錯(cuò)位、損壞、污染、老化等。解決對(duì)策：因?yàn)樽贤饩€(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)的光敏元件較為活躍，想要保持元件溫度穩(wěn)定則必須予以充分的散熱，但是在散熱期間，大氣中的灰塵會(huì)從散熱孔吸入并附著在光敏元件上，從而導(dǎo)致雜散光的出現(xiàn)，這就會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生直接影響。因此需要使用酒精將灰塵擦拭掉，并使用吹風(fēng)機(jī)吹干，以避免酒精、水漬殘留、水等造成的影響。同時(shí)，因?yàn)榉垂忡R設(shè)備與常規(guī)的設(shè)備存在很大差異，反光鏡表面鍍一層軟膜，所以需要采用特殊的除塵方法。在除塵過(guò)程中需要保證軟膜不被破壞。除此之外，引起紫外光出現(xiàn)雜散光超差問(wèn)題的因素，還包括光度計(jì)元件存在故障問(wèn)題，比如準(zhǔn)直鏡錯(cuò)位等，此時(shí)需要對(duì)光度計(jì)進(jìn)行調(diào)節(jié)與修復(fù)，將存在的誤差問(wèn)題全部解決，從而使光度計(jì)恢復(fù)正常狀態(tài)。除了元件故障問(wèn)題之外，光度計(jì)焦距誤差也會(huì)引起檢測(cè)超差問(wèn)題出現(xiàn)，在這種情況下，需要調(diào)整焦距與光源的位置，直至出現(xiàn)一半光斑，純凈且均勻，此時(shí)說(shuō)明調(diào)整良好，隨后將光源位置固定[10]。

3.1.2 基線(xiàn)平直度

問(wèn)題：在紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)中，基線(xiàn)平直度是主要技術(shù)參數(shù)，具備重要意義。因?yàn)榛€(xiàn)平直度、噪聲等綜合作用，使得紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)性能優(yōu)良，從而能夠提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。當(dāng)基線(xiàn)平直度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)誤差范圍時(shí)，圖譜上就會(huì)出現(xiàn)扭曲值與假峰值，從而明顯降低光度計(jì)的準(zhǔn)確性。解決對(duì)策：造成基線(xiàn)平直度改變的原因可能是光的散射、光敏元件被污染等情況，利用清理光學(xué)元件上的雜質(zhì)能夠調(diào)整修改基線(xiàn)平直度[11]。若在切換光源時(shí)，發(fā)現(xiàn)基線(xiàn)有較大改變，則需要調(diào)整與校正光源處理該問(wèn)題。當(dāng)儀器使用較長(zhǎng)時(shí)間后，需要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行保養(yǎng)和維修，從而消除基線(xiàn)平直度誤差。也可安裝穩(wěn)壓器來(lái)保證電壓穩(wěn)定。

3.2 儀器預(yù)熱問(wèn)題

對(duì)于儀器的預(yù)熱情況，多數(shù)光度計(jì)說(shuō)明書(shū)要求約20 min。如果是帶有微處理器的光度計(jì)，在開(kāi)機(jī)后自檢約10 min。有些相關(guān)人員認(rèn)為儀器初始化過(guò)程即加熱過(guò)程，開(kāi)機(jī)只需預(yù)熱電路系統(tǒng)[12]。預(yù)熱的目的是讓儀器達(dá)到可以使用的目的，使儀器在測(cè)量時(shí)可以更加穩(wěn)定，所得數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。并且預(yù)熱儀器也會(huì)讓光路系統(tǒng)、電子元件維持穩(wěn)定。不同紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)需要按照說(shuō)明書(shū)預(yù)熱，待儀器顯示數(shù)據(jù)不再變化即可開(kāi)始檢測(cè)。由于紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)具備雙光源，在開(kāi)機(jī)自檢結(jié)束后需要將無(wú)用光源關(guān)閉，以延長(zhǎng)使用壽命。

3.3 誤差分析

3.3.1 檢測(cè)方法不當(dāng)

連續(xù)法經(jīng)常應(yīng)用在檢測(cè)波長(zhǎng)示值上，連續(xù)對(duì)驅(qū)動(dòng)波長(zhǎng)檢測(cè)，使用儀器自身投射對(duì)比測(cè)試示值變化。該方法會(huì)讓光譜發(fā)生較大改變，因此被否定，后改用逐點(diǎn)法[13]。該方法能夠保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而最大限度表現(xiàn)儀器波長(zhǎng)，能夠明顯減少誤差。

3.3.2 檢測(cè)環(huán)境不當(dāng)

當(dāng)開(kāi)展相關(guān)物質(zhì)檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)環(huán)境會(huì)在一定程度上影響檢測(cè)效果，從而造成結(jié)果誤差。若沒(méi)有密封處理分光計(jì)或儀器密封性降低，強(qiáng)光會(huì)直射光源系統(tǒng)中，雜散光會(huì)減少，結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)誤差[14]。若環(huán)境中有較多灰塵，灰塵附著到濾光片上，也會(huì)產(chǎn)生誤差。

3.4 波長(zhǎng)準(zhǔn)確度檢查與矯正

在日常使用紫外線(xiàn)可見(jiàn)光分光光度計(jì)檢測(cè)時(shí)無(wú)需檢查儀器波長(zhǎng)準(zhǔn)確度。若檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏度降低則需要檢查。在采用該方法進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要將波長(zhǎng)調(diào)節(jié)至580 nm，之后將白紙插入吸收池座的通光道內(nèi)，如果在白紙上識(shí)別出長(zhǎng)方形黃色光斑，則表明波長(zhǎng)準(zhǔn)確度處于正常范圍內(nèi)，如果沒(méi)有發(fā)生，則需要對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行矯正處理。在長(zhǎng)途搬運(yùn)儀器后需要更換光源的燈泡，受到機(jī)械振動(dòng)后需要檢查與矯正波長(zhǎng)準(zhǔn)確度。矯正方法包含利用氪燈特征的發(fā)射線(xiàn)矯正法、干涉濾光片法等[15]。

4 結(jié)語(yǔ)

在工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，環(huán)境問(wèn)題日益突出的背景下，紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)被廣泛應(yīng)用在環(huán)保檢測(cè)領(lǐng)域中，用來(lái)檢測(cè)污染物的濃度以及污染程度，其產(chǎn)生的結(jié)果為管理層的決策提供了準(zhǔn)確、客觀(guān)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，從而助力環(huán)境污染的安全有效治理。紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)在環(huán)保檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用代表著環(huán)保檢測(cè)水平向著多功能化、集成化、便捷化發(fā)展，提高了環(huán)境檢測(cè)的工作效率以及環(huán)境治理的質(zhì)量與效率，從而在保證我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)保障環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。