红外光谱技术在环境科学中的应用创新

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1、红外光谱技术在环境科学中的应用创新　　摘要：伴随当前红外光谱设备在各领域中的应用以及相关科学发展，其红外光谱法已经成为分析与检测生产样品的重要工具或手段。尤其是采用“傅里叶”变换法去鉴别，能够精准地测试出产品的结果以及较好的应用性能，令其在环境科学之中广泛应用，且在有机化合物、官能团等检测中有着普遍性应用。本文对红外光谱技术在现今环境科学之中的创新应用展开研究。　　关键词：红外；光谱技术；环境科学；应用创新　　中图分类号：O657文献标识码：A　　红外光谱的技术在各领域中的应用相继经历了很长时期，逐渐完善着自身技术在领域中的应用，且将低成本高性能作为发展与创新的主要方向。伴随技术在科学中的发展

2、，已经研发至基于傅里叶变换法的红外光谱测试仪，为应用的领域开辟了相对广阔的道路。在现今环境科学中的应用，主要是监测环境的污染情况以及对平突发类型的污染进行控制分析等。依照波数的范围，将其分为近、中、远红外3种区域。其中近红外的波数范围约在13000～4000cm-1间，中红外的波数范围约在4000～400cm-1间，远红外的波数范围约在400～100cm-1间。　　一、分析红外光谱的技术在现今环境科学之中重要应用6　　该技术在各个领域中都有着普遍的应用，在如今环境科学之中其重要的应用就是用于监测固体、液体以及气体等环境，有利于在监测分析基础上科学修复生态系统，具体应用如下所述：　　（一）监测固

3、体环境　　在土壤中具有重度污染的金属就是镉，运用微生物的治理方法改善了镉金属的污染。部分学者运用其红外光谱、原子的吸收光谱等分析了菌株对其Cd2+产生积累的作用。在浓度较低的Cd2+溶液之中其菌株对其Cd2+产生积累作用主要依附细胞壁上的-NH2、Cd2+在配位上的结合。而在浓度较高的Cd2+溶液之中，则需要依附-NH2、-OH以及其他相关基团对Cd2+具有较明显的吸附能力。例如：Mn2+就能够令细胞壁上的有效官能团在活性上起到增强作用，进一步提升了Cd2+的有效积累率。若在Zn2+或Cu2+等同时存在时，其Mn2+就很难提升对其Cd2+的吸附或积累能力。运用高效的液相色谱方法去检测农业产品中

4、农药成分的含量，例如：吡虫啉，若直接使用期红外光谱测试方法进行鉴定，首先样品应该运用“KBr”的压片方法。经过测定实验结果显示，其吡虫啉处在94000cm-1处时吸收峰不会受到其他化学成分所影响，因而可将其选作定量分析的有效波数。运用红外光谱的方法或技术能够以较快速度就检测出农药中所含有的吡虫啉有效量，且还可以代替物理及化学分析等。将餐饮行业产生的废油脂作为监测原料，使用红外光谱的技术去分析影响皂化程度的具体因素展开了相关研究，且探寻出最佳的皂化条件用于处理工艺中，同时也提出了科学运用废油脂切实路径，进而有效规避了“潲水油”6因回流入至食用油中，在市场交易及社会群众食用之下残害人体的健康，有必

5、要保护液体环境受到废油脂的侵害与污染。另外，研究其利用猪粪便进行堆肥时将有机物转变成化学组成有效成分，比较其FTIR、传统堆肥的成熟程度有关化学参数，它们之间具有较强关联性。在堆肥的前后使其监测可溶性的有机物和多糖物质以及羧基、芳香族类等物质产生的变化，进一步证实了在堆肥过程中先讲解掉蛋白质和多糖类等具有大分子特征的物质，而后形成了腐殖类物质。　　（二）监测液体环境　　在对液体环境进行监测时，尤其是水体污染物以有机物为主，其中有机物被污染的等级重要指标就是其含氧量，可表示为COD。COD的传统测量方法以重铬酸盐的方法为主，它具有复杂性的操作，较长的鉴定与分析时间，且还会在其中产生第二次的污染，

6、因此不能适合于在线式实时的监测。研究领域在近些年运用“近红外”光谱法研究了监测废水中COD的重要方法。对于水样选用近红外的光谱技术来说，需采用“PLS“方法进行回归式构建模型，构建出标准的水样、废水杨预测其COD关键模型。经过试验证实，标准化水样COD在理论值、预测值上有关系数接近1。然而废水样COD在理论值、预测值上有关系数比标准化水样的系数要小一些，因此使用近红外的光谱技术去监测COD具有一定的可行性。近些年在鉴定液体环境中复杂物，其“GC―FTIR”联用技术具有广泛的应用性，尤其是在废水样中提取CH2Cl2，同时也能鉴定溢油的污染源。若扫描的波数范围在6200cm-1～800cm-1间，

7、则可测定其艾试剂或DDT和狄试剂及其六氯苯等农药（有机氯类），也可测定液体环境中的C6H14。针对石油化工的废水污染中带有挥发性的有机物而言，主要是运用气相色谱进行分离、红外的定性分析、FID等方法获取至理想的监测结果。为了提升红外检测的灵敏响应度，采用吹脱捕集的技术对水样进行处理。色谱柱需要运用大口径的石英类毛细柱，进而减小液体的分流且增加其进样量，此方法在联机状态下（GC―FTIR―FID）实