[发明专利]一种基于紫外荧光和吸收光谱的多环芳烃检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于紫外荧光和吸收光谱的多环芳烃检测方法，包括：步骤1、获取水样的紫外吸收光谱以及水样在紫外光激发下的荧光发射光谱；步骤2、利用步骤1获得的紫外吸收光谱，分析获得对应的CDOM荧光光谱；步骤3、将步骤1获得的荧光发射光谱减去步骤2获得的CDOM荧光光谱，获得包含多种多环芳烃的混合荧光光谱；步骤4、根据步骤3获得的混合荧光光谱，对多种多环芳烃进行多元拟合，获得水样中各环芳烃的种类和浓度。本发明还提供了一种多环芳烃检测装置。本发明提供的方法操作简单、可以直接对原水样进行检测，从而获得更加准确的多环芳烃检测结果。

技术领域

本发明属于环境监测技术领域，尤其涉及一种基于紫外荧光和吸收光谱的多环芳烃监测方法及装置。

背景技术

水是人类生存不可缺少的资源，随着人类对环境的开发利用，包括陆表水体污染、地下水体污染、海洋水体污染在内的自然水体污染问题日趋严重。其中环芳烃是一种具有高毒性，致突变性和致癌性的有机污染物，且能够在自然水体中长期稳定存在不易降解，可以通过直接摄入和食品链接传递而危害人类健康，是重点优先控制的污染物。

多环芳烃化学结构上是含有两个或以上苯环或杂环的碳氢化合物，是煤、石油等有机高分子化合物在不完全燃烧时产生的，大气沉降、溢油事故、工厂废气排放以及生产生活污水排放等均会向自然水体输入大量多环芳烃，由于多环芳烃在自然水体中的广泛存在和对人类的高危害性，建立原位、快速、高精度的多环芳烃检测方法对水域环境治理至关重要。

目前，针对多环芳烃的检测方法主要包括气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱-质谱法、红外光谱法、荧光光谱法、表面增强拉曼光谱法，其中气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱-质谱法、红外光谱法虽然具有高精度、高选择性的优点，但是需要对样品进行繁琐的预处理，无法直接应用于自然水样，因此耗时久，成本高昂且难以原位应用；表面增强拉曼光谱法的技术手段尚不够成熟，因此市面上已有的多环芳烃传感器均是采用荧光光谱法对多环芳烃进行快速检测，且均采用了单激发\发射波长对检测，此外自然水体中有色可溶性有机物(CDOM)也存在荧光特性，且波段与多环芳烃大范围重叠，受其干扰，荧光法测定多环芳烃的精确度较低。

专利文献CN104865237A公开了一种用于现场检测水样中多环芳烃的装置和方法，该方法通过印迹材料将多环芳烃分子吸附，通过配置的清洗液，洗脱液，再生液以及增强液对吸附的多环芳烃分子进行处理，最终通过比对水样的拉曼光谱和指纹图谱，从而判断水样中是否存在多环芳烃。该方法采用自制的试剂液对水样进行清洗，从而排除杂质的影响，但是后续的光谱比对过程中依旧存在有色可溶性有机物的干扰。

专利文献CN109060748A公开了一种快速测定冰相中蒽和芘含量的方法，该方法包括选取乙腈作为助溶剂，将分别含有蒽和芘的样品冻结成冰；其次，利用同步荧光法，分别考察在△λ＝0-180nm波长范围内每隔10nm样品的同步荧光光谱，用不同的波长差值进行恒波长同步扫描，确定优化同步荧光法测定蒽和芘的检测条件；最后，利用优化同步荧光法测定蒽和芘的检测条件，建立测定蒽和芘的同步荧光法标准曲线。该方法通过结冰的方式降低其他杂质对多环芳烃检测的干扰，但是该方法需要对水样进行冻结操作，并不适合实际原位检测。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于紫外荧光和吸收光谱的多环芳烃检测方法，该方法操作简单、可以直接对原水样进行检测，从而获得更加准确的多环芳烃检测结果。

一种基于紫外荧光和吸收光谱的多环芳烃检测方法，包括：

步骤1、获取水样的紫外吸收光谱以及水样在紫外光激发下的荧光发射光谱；

步骤2、利用步骤1获得的紫外吸收光谱，分析获得对应的CDOM荧光光谱；

步骤3、将步骤1获得的荧光发射光谱减去步骤2获得的CDOM荧光光谱，获得包含多种多环芳烃的混合荧光光谱；