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分光光度計(jì)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的用途

1．前言

一臺(tái)分光光度計(jì)，應(yīng)該用一個(gè)怎樣的形容詞來(lái)說(shuō)明它zui主要的特點(diǎn)，這是一件看起來(lái)簡(jiǎn)單，實(shí)際上并不容易的事。

1. 概述

所謂“” 分光光度計(jì)，首先它不是僅用于在某一波長(zhǎng)測(cè)定吸光度，而是能夠在的波長(zhǎng)范圍內(nèi)自動(dòng)進(jìn)行掃描，并能在扣除相應(yīng)的空白后，將各波長(zhǎng)的吸光度值儲(chǔ)存在微機(jī)中的自動(dòng)控制的掃描式分光光度計(jì)。

通常，分光光度計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)為光學(xué)指標(biāo)，這些指標(biāo)當(dāng)然是十分重要的，但是，在這里要特別強(qiáng)調(diào)的是：用微機(jī)進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理的功能，這里所說(shuō)的數(shù)據(jù)處理并不僅僅是標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸、濃度的計(jì)算，而主要是指能用微機(jī)對(duì)一次掃描中所得到的各個(gè)波長(zhǎng)的吸光度值（即對(duì)吸收曲線）進(jìn)行較復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，如求導(dǎo)數(shù)（微分）、解聯(lián)立方程等。

3．用途

分光光度法是當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測(cè)中，用得zui多的一種儀器分析方法，但是，在應(yīng)用中還存在不少問(wèn)題，除了靈敏度不夠理想外，zui常遇到的是干擾問(wèn)題，這種干擾主要有兩類(lèi)：懸浮物和其它有色物質(zhì)?，F(xiàn)行的方法中，在遇到這些干擾時(shí)是用過(guò)濾、吸附、共沉等前處理方法來(lái)解決，這些方法不但操作繁瑣而且不可避免地會(huì)使被測(cè)物受到損失，導(dǎo)致結(jié)果偏低。

而利用分光光度計(jì)能對(duì)吸收曲線進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的功能，可以較理想地解決這種干擾。（以下為應(yīng)用方法簡(jiǎn)介）

A．多波長(zhǎng)分光光度法

這種方法五十年代就已被提出，我國(guó)在八十年代就已有專(zhuān)著出版，由于儀器的進(jìn)展較慢，因此未能被推廣應(yīng)用。這種方法是對(duì)一個(gè)試樣的幾個(gè)波長(zhǎng)處的吸光度進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，其中zui常用的是雙波長(zhǎng)法。

雙波長(zhǎng)法的應(yīng)用方式有很多，zui簡(jiǎn)單的一種是“差吸光度法”。其基本

原理為：比耳定律適用于任意波長(zhǎng)，對(duì)某一吸收曲線在λ₁處有A₁=a₁bc

在λ₂處有A₂=a₂bc    則 A₁-A₂=（a₁-a₂）bc   即差吸光度與濃度成正比。

將此原理用于消除懸浮物干擾：懸浮物在兩個(gè)波長(zhǎng)很近（<60nm）時(shí)，對(duì)光線的散射能力基本相同，也就是說(shuō)在λ₁處和λ₂處，由于懸浮物的散射造成的吸光度近似相等，因此在A₁-A₂時(shí)兩者抵消，所以根據(jù)被測(cè)物的吸收

曲線選擇兩個(gè)鄰近的波長(zhǎng)，用“差吸光度法”制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，并用以測(cè)定，即可消除懸浮物的干擾。

將此原理用于消除其它有色物質(zhì)的干擾：zui常用的是“等吸收波長(zhǎng)法”。即：根據(jù)被測(cè)物與該有色物質(zhì)的吸收曲線選擇兩個(gè)合適的波長(zhǎng)，對(duì)此二波長(zhǎng)該有色物質(zhì)有相等的吸光度，而被測(cè)物的吸光度不相等，將在此二波長(zhǎng)測(cè)得的吸光度相減，該有色物質(zhì)的吸光度即被抵消。因此，仍用“差吸光度法”即可將有色物質(zhì)的干擾消除。

從理論上說(shuō)，這種“多波長(zhǎng)法”可以用普通的分光光度計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是，繁瑣的操作和每個(gè)操作不可避免的隨機(jī)誤差，使這一可能性無(wú)法兌現(xiàn)。

       B．導(dǎo)數(shù)分光光度法

這種方法也出現(xiàn)于五十年到八十年代，我國(guó)開(kāi)始有人注意這方面工作。但是，沒(méi)有“”的分光光度計(jì)，這種方法幾乎無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

這種方法的基本原理是：在吸收曲線的每一波長(zhǎng)處均取一相等且很小的波長(zhǎng)差（Δλ），將此Δλ（幾個(gè)nm）所引起的吸光度變化率ΔA/Δλ相對(duì)于波長(zhǎng)λ的掃描所得到的，即為原來(lái)吸收曲線的一階導(dǎo)數(shù)曲線，以此類(lèi)推，這樣，按“雙波長(zhǎng)法”中所述，在Δλ很小時(shí)，懸浮物的散射能力基本不變，因此在導(dǎo)數(shù)曲線中懸浮物對(duì)吸光度的影響已被消除，故“導(dǎo)數(shù)分光光度法”，消除其它有色物質(zhì)干擾的能力比“雙波長(zhǎng)法”更強(qiáng)，因?yàn)閮蓚€(gè)吸收曲線即便峰值波長(zhǎng)*重疊，只要半峰寬不同，也能設(shè)法分辨。

目前在分析測(cè)試工作中，均用微分電路來(lái)得到導(dǎo)數(shù)曲線的，現(xiàn)已用到了四階導(dǎo)數(shù)（當(dāng)今的分光光度計(jì)能得到九階導(dǎo)數(shù)曲線）。

4．建議

凡是有能力、有條件在分光光度法方面做試驗(yàn)、研究工作的單位或個(gè)人，應(yīng)多做一些“多波長(zhǎng)法和導(dǎo)數(shù)法”應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，以便更好地使分光光度法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中起到更大的作用，而監(jiān)測(cè)人員可以用較少的勞動(dòng)量得到更高的數(shù)據(jù)質(zhì)量。

————摘自《中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)》