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原子荧光光谱法在水质检测中的应用与发展

王少洁
  
天云媒体号
2023年24期
大同市供水排水集团有限责任公司 山西大同

摘要:作为光谱分析技术应用的具体形式,原子荧光光谱法在水质检测中有着广泛的应用,原子荧光技术具有非色散光学系统和化学蒸汽分离的特征,能够快速检测出水环境中的汞、砷、硒、锑等元素,加强对相关技术的应用与研究,对于水质检测工作的推进有着重要意义。本文结合原子荧光光谱法在水质检测中的具体应用,对其应用与发展趋势展开探究。

关键词:原子荧光光谱法;水质检测;应用;发展

引言:

伴随经济社会的发展和人口基数的扩大,用水需求量与日俱增,水质检测工作作为水环境保护中的关键组成,关系到广大人民的用水安全,汞、砷、硒、锑等元素是水质检测中的关键指标,合理应用原子荧光光谱法能够达到理想的检测目标,不仅可以对水资源中的汞、砷、硒、锑含量进行检测,同时也能对土壤和大米进行检测,推进相关技术的应用研究,有利于保障人民的身体健康和饮食安全。

一、原子荧光技术的基本原理

原子荧光技术是借助原子荧光谱线的强度和波长进行物质定性及定量分析的一种方法,是介于原子发射光谱和原子吸收光谱之间的光谱分析技术,基本原理是原子蒸汽吸收特征波长的光辐射之后,原子被激发至较高能级,在跃迁至低能级的过程中,原子所发射的光辐射称为原子荧光。原子荧光光谱法通过测量待测元素的原子蒸汽在辐射能激发下产生的荧光发射强度,完成对待测元素含量的测量,荧光强度与原子化器中单位体积该元素基态原子数成正比,为后期的定量分析创造了便利。原子荧光光谱法与其他的检测方式相比,具有光谱干扰少、灵敏度高、可实现多元素测定等优势,不仅在水质检测中有着广泛应用,在生物医学、地球化学和地质勘测等领域中的应用也较为广泛。

二、原子荧光光谱法在水质检测中的应用

(一)重金属分析

原子荧光光谱法在重金属元素的分析中具有显著优势,这种方法在还原水样本中的物质时有着比较特殊的方式,能够将样本中的物质转化成气态原子形式。原子荧光光谱法可用于检测水中微量的汞、砷、硒、锑等重金属元素,对荧光的波长特征展开识别以判断检测样本中的重金属浓度。譬如,原子荧光光谱法可用于监测工业废水中的重金属污染物浓度,帮助企业进行合规排放和环保管理;除重金属元素,原子荧光光谱法还适用于微量元素的分析,如铜、锌、镍等,在地下水和地表水监测中,微量元素的浓度能够反映水体的污染程度和生态系统的健康状况,原子荧光光谱法可以准确测定这些微量元素的含量,为水质评估提供了客观的数据参考。

(二)废水处理

废水中的重金属元素是工业废水处理中的关键,高浓度的重金属污染物容易对生态系统和水体环境造成严重损害。原子荧光光谱法可用于监测废水中的重金属元素浓度,帮助废水处理厂合理控制和处理废水,确保排放符合环保标准;废水处理过程中,还需要监测多种水质指标,如溶解氧、pH值、浊度等。原子荧光光谱法可与其他分析方法结合,基于先进的检测分析设备,实现多参数的同时监测,为废水处理过程的控制和优化奠定理论基础。

(三)地下水和地表水监测

地下水是人类生活和工业生产的重要水源,但受到地下污染的威胁,地下水的管理与保护迫在眉睫,原子荧光光谱法可用于监测地下水中的微量元素和重金属元素,及时发现地下水的污染情况,采取措施保护地下水资源;地表水包括河流、湖泊、水库等水体,对生态环境和社会供水有重要作用。原子荧光光谱法可用于地表水的水质监测,检测其中的各种元素和污染物,从而保护水体水质,为周边地区生态系统的稳定运行营造良好的外部环境。

三、原子荧光光谱法在水质检测中的发展趋势

(一)技术持续创新

原子荧光光谱法的核心是原子激发和荧光发射的原理,相关原理的完善将进一步推动原子荧光光谱法技术的发展。例如,基于量子力学和分子光谱学的理论研究有助于解释和预测荧光光谱的特性,进而提高分析精密度和灵敏度;随着仪器制造技术的不断进步,相关检测仪器的性能将得到提升,未来的仪器将更加高效和易于操作,使用门槛进一步降低,便于更多的实验室和机构采用该技术。此外,新材料的应用也将改善仪器的稳定性;自动化和智能化是现代科学仪器的一大发展趋势,在水质检测中也是如此,未来的检测仪器将具备更高的自动化程度,能够实现样品处理、数据采集和分析的自动化,减少人工干预,提高分析效率和准确性,智能化技术使得仪器能够自动优化参数并进行故障诊断。

(二)应用逐步拓展

水质环境监测是原子荧光光谱法的重要应用领域。未来,随着环境污染问题的加剧,原子荧光光谱法将继续在水体中的微量元素和重金属元素的监测中发挥关键作用。同时,其在大气、土壤和沉积物中的应用也将得到拓展,帮助技术人员全面掌握环境污染;食品中的微量元素和重金属元素含量直接关系到人类健康,原子荧光光谱法将在食品安全检测中发挥着日益重要的作用,包括检测海产品、农产品和食品添加剂中的元素含量,有利于提高食品质量监管的效率和质量;药品中的元素含量对于药品的质量和药效具有重要影响,原子荧光光谱法技术也将在药品分析中得到广泛应用,主要体现在药物成分中微量元素的测定、药品质量控制和药物研发等工作中。

(三)国际深入合作

原子荧光光谱法的应用通常涉及多国合作,特别是在全球性环境和食品安全问题上。在未来,将看到更多的跨国研究项目和合作倡议,共同应对全球性挑战;为提高数据质量和可信度,国际合作将进行数据共享和比对,不同国家和实验室之间的数据比对将有助于发现和解决潜在的误差和偏差;国际合作还将包括人才培养和知识交流,要求培养具备原子荧光光谱法专业知识和技能的人才,加强国际交流,推动相关领域的发展。

四、结束语

原子荧光光谱法在水质检测中具有广泛的应用前景,其未来发展趋势包括技术创新、应用拓展、质量控制和国际合作等多个方面。通过持续的研究和合作,原子荧光光谱法将继续为水质监测和环境保护做出重要贡献,为确保水资源的可持续利用和人类社会的可持续发展提供有力支持。随着科技的不断进步和社会需求的不断增长,期待原子荧光光谱法在水质检测领域发挥更大的作用,为全球水资源问题的解决提供技术支持。

参考文献:

[1]戴睿,文长凤,杨丽.原子荧光法在测定水体中砷硒汞的应用研究及发展[J].中州煤炭, 2021, 043(006):44-49.

[2]谢 琳,姜赞成,赵明富,等.荧光光谱法在水质检测中的研究与应用进展[J].水资源研究, 2023, 12(3):7.

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