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環(huán)境水的三維熒光檢測“三部曲”

來源：日立分析儀器（上海）有限公司 2020年08月17日 14:24

　　引言

　　不同種類，不同濃度物質(zhì)的三維熒光信息不同，三維熒光光譜同時表征了發(fā)射波長、激發(fā)波長、熒光強度三者的關(guān)系，信息含量豐富。

　　天然湖泊、河水、生活用水等中含有多種可溶性有機物，在紫外區(qū)具有較強的熒光，因此使用三維熒光可以表征這些可溶性有機物的變化。

　　本文全面介紹了環(huán)境水的三維熒光分析步驟，包括三維熒光的采集、光譜校正、平行因子分析。

　　1. 三維熒光采集

　　收集自來水廠各凈水工序中的水樣品，用0.45μm的濾膜過濾以去除不可溶有機物，使用日立熒光分光光度計F-7100采集三維熒光光譜。

　　在獲得的各凈水工序中的三維熒光光譜中，用紅點標注出所有特征峰，從而直觀判斷激發(fā)/發(fā)射峰的變化。

2. 三維熒光校正

　　三維熒光信息含量豐富，能夠全面描述樣品信息，但水樣中的膠體等物質(zhì)在激發(fā)光照射時容易產(chǎn)生散射光，因此需要進行三維熒光校正。日立熒光操作軟件配備光譜校正功能，能夠滿足環(huán)境水的檢測需求。

　　熒光強度標準化

　　樣品的熒光強度會受光源亮度變化、室溫變化等的影響，使用日立熒光軟件FL Solutions中的“熒光強度標準化功能”可以快速進行熒光強度標準化。通過測定標準品的熒光強度，將樣品的熒光強度換算為與標準品相對的熒光強度，從而校正熒光強度的時間變化和日間差變化。

　　測定水中的腐殖質(zhì)時，以硫酸奎寧為基準。本實例中選用1μg/L的硫酸奎寧作為標準品，對自來水廠各凈水工序的三維熒光光譜進行熒光強度標準化。

　　有關(guān)拉曼散射校正、內(nèi)濾效應(yīng)校正的詳細信息請點擊

　　瑞利散射的去除

　　日立多變量分析軟件3D SpectAlyze具有光譜預(yù)處理功能，可以直接在光譜中去除不需要的瑞利散射。

3. 三維熒光的多變量解析

　　各個凈水處理工序中樣品的三維熒光光譜經(jīng)過校正后，可以通過日立多變量分析軟件 3D SpectAlyze實現(xiàn)譜圖分離、主成分分析等。

　　使用多變量分析軟件中的平行因子分析(PARAFAC)功能，譜圖分離為3種成分，通過查閱相關(guān)文獻，確定了三種成分是富啡酸、腐殖酸和蛋白質(zhì)。

　　對自來水廠其他凈水工序的三維熒光光譜進行平行因子分析，得到每種成分在不同工序中的得分值，通過得分值計算出各成分在不同工序中的殘存率。

　　結(jié)果表明，從沉淀過濾到活性炭處理工序，富啡酸和腐殖酸殘存率開始減少。從活性炭處理到凈水池，蛋白質(zhì)殘存率開始大幅減少。

　　總結(jié)

　　三維熒光技術(shù)由于靈敏度高、操作簡單，在環(huán)境水檢測方面得到廣泛應(yīng)用。日立為環(huán)境水監(jiān)測用戶可提供硬件和軟件的系統(tǒng)性方案，包括三維熒光采集、校正、解析，可大大提高用戶的科研效率。

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