探析水质分析中荧光分析法的应用

2022-09-11

水质对于人类的生活和生产都有着重要的意义。荧光分析法相对于其他的分析方法具有灵敏度高、选择性强且设备简单的优点, 被广泛应用在水质分析当中, 并发挥出了巨大的作用。

一、荧光分析法及其种类

当一些物质受到紫外光照射时, 其表面就会发射出各种强度且不同颜色的可见光, 而当紫外光停止照射时, 这种光线也就随之消失。这种光线就是荧光。荧光分析法则是根据不同元素产生的荧光的波长和强度的差异进而对元素种类及强度进行分析的一种有效的光谱化学分析手段。荧光分析法的使用依据为发射光谱和激发光谱。其中激发光谱是在荧光发射波长固定的条件下通过改变激发光的波长, 从而获得不同荧光强度对应的激发波长的谱图, 进而反映出物质的荧光强度与激发波长间的关系;发射光谱则是在激发波长和强度一定的条件下, 通过改变发射波长来获取不同荧光强度对应的发射波长的谱图, 从而反映出在固定激发波长下的物质荧光波长的分布状况。荧光分析法不仅能够用于检测能发射荧光的物质, 在荧光试剂的帮助下, 还能对一些自身无法发出荧光的物质进行检测。

荧光分析法主要分为直接荧光分析法、间接荧光分析法和其他荧光分析方法。其中间接荧光分析法主要可以分为三种, 分别是荧光增强法、荧光猝灭法和催化荧光法三种。直接荧光分析法是直接利用被测物质本身的荧光强度和其浓度之间的关系进行的测量, 在有机物的检验中应用十分广泛。而间接荧光分析法则需要借助荧光试剂的帮助来进行荧光分析。其中荧光增强法的原理是通过将物质本身的氢键、化学反应和配位作用等, 将本真不存在荧光的物质或者荧光较弱的物质进行转化, 进而通过测量荧光的增强值, 测定物质含量, 这种方法的灵敏度较高, 且更容易观察到荧光信号的变化情况;荧光猝灭法则与荧光增强法的作用原理相反, 是利用荧光猝灭的作用而建立起来的方法, 通过测定荧光强度的下降值, 测定分析物的浓度, 相对于其他方法, 这种方法在环境有机污染物的检验中应用十分广泛;而催化荧光法, 则是利用催化反应对荧光进行分析, 与前两种不同的是, 催化荧光法所测定的对象是催化反应后的其他物质, 而不再是测定物本身, 这种方法灵敏度高且检验限度也能达到很高的级别。

二、荧光分析法的应用

1. 单项指标的测定

荧光分析法对于单项指标测定方面的应用十分普遍。如测定水中的金、银、铜、镉、猛、硼、铍、铝、硒、氟、铁、钼、锌和部分稀土元素等。其中, 对于铍、铝、硒、镉的测定选用的是荧光增强法;氟、铁、硫、铜等的测定则是采用荧光猝灭法;铍、钒、铝、锰等的测定则主要采用的是催化荧光法。除了以上提及的元素指标外, 荧光分析法在有机物的测定中也有应用。如糖类、有机酸等并不发光的脂肪族有机物, 通常都是通过加入反应物, 使之发生化学反应并产生荧光物质进而测定;而对于多环芳烃、酚、醌、油分等芳香族有机化合物, 也要采用荧光分析方法来测定。

2. 综合指标测定

水质分析中, 水环境污染主要是有机污染物。有机污染物具有组成复杂且种类繁多的特点, 为水质分析过程带来了一定的难度, 若是对于单项指标进行鉴定, 就很难获得全面的水质分析结果, 因此, 必须要进行综合性的指标测定。目前, 我国对于有机物综合指标测定的案例还很少, 传统的COD、BOD测试过程又有着耗时长、灵敏度差的缺点。但是日本的海贺信好、角田藤则、石井忠浩利用荧光分析法对多摩河进行的水质分析, 充分证明了荧光分析法在水体有机污染物综合指标测定中具有可行性, 其灵敏度和选择性都高于传统的COD、BOD测试过程, 而且发展前景非常广阔。