前言
分光光度法作为一项分析技术，目前已在分析化学的各个领域得到了广泛的应用。特别是在环境监测中应用尤其广泛，解决许多环境污染中不能直接测量分析的物质，它快速、灵敏而且准确。
分光光度法的介绍及测定原理[1]
分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度，对该物质进行定性和定量分析的方法。
在分光光度计中，将不同波长的光连续地照射到一定浓度的样品溶液时，便可得到与不同波长相对应的吸收强度。如以波长（λ）为横坐标，吸收强度（A）为纵坐标，就可绘出该物质的吸收光谱曲线。利用该曲线进行物质定性、定量的分析方法，称为分光光度法，也称为吸收光谱法。用紫外光源测定无色物质的方法，称为紫外分光光度法；用可见光光源测定有色物质的方法，称为可见光光度法。它们与比色法一样，都以Beer-Lambert定律为基础。 上述的紫外光区与可见光区是常用的。但分光光度法的应用光区包括紫外光区，可见光区，红外光区。波长范围200～400nm是紫外光区，400～760nm是可见光区，2.5～25μm(按波数计为100000px<-1>～10000px<-1>)是红外光区。
当一束强度为I0的单色光垂直照射某物质的溶液后,由于一部分光被体系吸收,因此透射光的强度降至I,则溶液的透光率T为:
根据朗伯(Lambert)-比尔(Beer)定律:
A=abc
式中A为吸光度，b为溶液层厚度（cm），c为溶液的浓度（g/dm^3)， a为吸光系数。其中吸光系数 与溶液的本性、温度以及波长等因素有关。溶液中其他组分（如溶剂等）对光的吸收可用空白液扣除。
由上式可知，当固定溶液层厚度l和吸光系数a时，吸光度A与溶液的浓度成线性关系。在定量分析时，首先需要测定溶液对不同波长光的吸收情况（吸收光谱），从中确定最大吸收波长 ，然后以此波长 的光为光源，测定一系列已知浓度c溶液的吸光度A，作出A~c工作曲线。在分析未知溶液时，根据测量的吸光度A，查工作曲线即可确定出相应的浓度。这便是分光光度法测量浓度的基本原理。
分光光度法测铅[2]
双硫腙比色法是目前微量铅( Ò) 含量测定最常用的分析方法之一, 其原理是在弱碱性条件下,双硫腙与铅离子形成易溶于氯仿、四氯化碳等有机物溶剂的有色络合物, 此络合物在 530 nm 波长处有最大吸收, 且吸光度值与铅( Ò) 浓度在一定范围内符合朗伯比尔定律。双硫腙比色法的优点在于对仪器设备要求简单, 只需分光光度计即可。
分光光度法测铬[3]
二苯碳酰二肼分光光度法( 简称 DPC 法) 测定废水中铬G , 由于其方法灵敏度较高, 选择性较好, 目前被环境检测部门广泛采用。其原理是在酸性溶液中, 铬 G 与二苯碳酰二肼作用生成紫红色络合物, 在最大吸收波长 540 nm 处络合物吸光度值与铬 G浓度符合比耳定律。方法操作简单、抗干扰性强, 在此波长条件下, 只有 Hg2+对显色反应有干扰。但在实际应用中需配制硫酸、磷酸和显色剂 3 种溶液, 且试剂稳定性较差, 造成方法尚不够简便、快捷。为此, 通常采取在 DPC溶液中加入 EDT A、尿素、磷酸等措施来增加体系的稳定性; 通过减少显色体系体积、调整显色液酸度、改变试剂加入顺序等措施来达到降低检出
限的目的。[2]
分光光度法在环境监测中的应用[4]
有机污染物的测定
1) 综合性指标测定。我国水体中有机污染物( 主要的耗氧污染物) 超标情况十分严重。由于水中有机物的成分十分复杂, 在现有技术装备和财力的条件下, 很难定量分析各种有机物的含量。因此, 作为反映水体受耗氧污染物污染程度的综合性指标 COD的测定, 仍将是水环境监测的重要方法。COD 测定的国标方法是利用过量 K2CrO7 氧化有机物, 回流两小时后回滴剩余的 K2CrO7, 根据回滴溶液用量计算水样的COD。这种方法耗时较长。采用快速消解分光光度法测定 COD, 解决了国标方法中耗时长, 操作繁琐等问题, 目前已广泛用于科研及在线水质监测。
2) 类别性指标测定。除了采用综合性指标 COD 来评价水体受有机物污染的程度, 有时还需测定具体类别有机物的含量, 如挥发酚类、石油类、硝基苯类、苯胺类等。
水体富营养化指标的测定
氮和磷是生物生长必需元素, 但水体中的氮和磷含量太高, 会使水体因富营养化, 最终导致水质恶化,因此这两个指标是水体水质分析中的必测指标。人们关注水体中的氮的形式有氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、有机氮和总氮。而磷的形式有总磷、可溶性正磷酸盐和可溶性总磷酸盐, 这些磷的形式都可以通过预处理方法后转变成正磷酸盐, 然后采用分光光度法测定。
重金属指标的测定
在环境污染方面重金属主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重元素, 其在人体中累积达到一定程度, 会造成慢性中毒。因此在我国的地表水环境质量标准( GB 3838) 2002) 、生活饮用水卫生标准( GB5749) 85) 、污水综合排放标准( GB 8978) 1996) 都有具体的重金属检测项目和含量限定值。这些重金属含量都可以采用分光光度进行测定。
空气中气态污染物含量的测定
空气污染物按其存在状态分为气溶胶和气态污染物。根据我国城市的空气污染状况, 考虑二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物三项指标, 通过布点采样监测, 再结合空气污染指数( API) 计算, 可给出该城市的空气质量等级。但仅依靠这三项指标计算的空气污染指数, 对于特大型城市及城市群来说, 已经不适应公众的环境健康要求, 鉴此, 国家环保部在 2009 年 3 月, 增订了臭氧指标。在空气污染指数计算体系中, 除颗粒物指标采用重量法外, 其他的气态污染物指标均可用 UV- VIS 分光光度法测定。
参考文献：
[1]百度百科.分光光度法.
[2]何家洪,徐强,宋仲容.分光光度法测定铅(Ⅱ)的研究进展.
[3]何家洪,高志强,蒋欢,宋仲容.分光光度法测定铬 G的研究进展.
[4]陈梅芹,吴景雄.UV- VIS 分光光度法在环境监测上的应用及测定方法的选择.
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