第30卷，第2期 2010年2月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.30,No.2,pp532-536 February,2010
基于光纤SPR光谱分析的污水降解过程监测研究
张晓丽，梁大开1·，曾捷，赵志远，曾建民2 1.雨京航空航天大学智能材料与结构重点实验室，江苏南京210016
2.广西大学有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室，广西南宁530004
摘要讨论了光纤表面等离子体波传感器的工作原理，并对将其用于监测以甲基橙为代表的环境污水降解过程的可行性进行了探讨。用光纤SPR传感器监测了50mL初始浓度为30mg·L-的甲基橙原落液在降解过程浓度的变化，对降解过程中光纤SPR传感器的光谱进行了详细的分析；同时采用紫外-分光光度计对降解过程中落液浓度的变化进行了监测，并对2种方法所测的数据进行了分析对比。结果表明，光纤SPR 同常规方法的测量结果一致，随着降解时间的增加，甲基橙溶液的吸光度和浓度逐渐减小，光纤SPR传感器的共振波长逐渐发生蓝移，同初始标定的甲基原溶液共振光讲比较，说明甲基概逐渐被降解，且在2h 内降解率达到73%，说明用光纤SPR传感器监测污水降解过程是完全可行的。研究结果不仅为环境污水降解过程提供了一种新的监测方法，同时促进了我国SPR传感技术与环保监测研究结合，为光纤SPR技术走向实用，并最终实现产业化积累了经验。
关键词SPR光谱分析；表面等离子体波；光纤传感器；污水降解监测中图分类号：O433，X131.2文献标识码：A
DOI; 10. 3964/j. issn, 1000-0593(2010)02-0532-05
方法。与传统的环境监测方法相比，光纤SPR传感器具有抗
引言
目前我国印染废水浓度提高速度快，不少企业的废水处理设计工艺未达到要求，造成废水排放达标困难或达标不稳定。因此，必须在污水排放之前，对其降解过程进行实时监测。传统的监测方法主要有原子吸收分光光度法、电化学方法等"。但近年来，随着水工程事业的发展，人们对水质监测及分析的准确性、快速性、实时性的要求愈来愈高，使得传统监测方法缺点日益突出。当今发展起来的生物传感器具有快速、实时、可以连续监测等优点，适应现代环境分析监测的需要，在今后的环境分析监测领域将会大放异彩。
以表面等离子体波共振（surfaceplasmaresonance SPR)效应作为传感原理的光学传感器是一种典型的生物传感器，它对环境液体介质折射率的变化非常敏感，被广泛应用于诸如基因突变检测、生物分子反应动力学测定以及工业废水度气监控等[+]领域，是一种极具发展前途的生物传感器。在前人研究的基础上，本文提出了用光纤SPR传感器监测以甲基橙为代表的有机染料废水降解过程的新型环境监测
收稿日期：2009-01-29，修订日期：2009-05-02
电磁干扰能力强、测量机构简单、传感部分体积小，适合远程遥测、易于实现实时监测等显著优点(-9)，用SPR传感器监测污水降解过程在国内还未见此方面的文章，Valtencir等用基于SPR效应的生物传感器监测污水中邻苯二酚的降解[10]，但它并不是以光纤作为基体。本文的研究不仅可以为环境污水降解过程提供一种新的监测方法，而且还可以促进我国SPR传感技术与环保监测研究相结合，为光纤SPR技术走向实用，并最终实现产业化打下良好的基础。
监测原理 1
根据1876年Wiff提出的染料发色闭说]，染料颜色是由双键引起的，这些含有双键的原子团叫发色困，发色团必须连接在具有特殊结构的碳领化合物上才能形成发色体。分析甲基橙的分子结构可知，偶氮基（一N—N一）是发色团，偶氮基与苯环形成的共轭结构是主要的发色体。在降解过程中，N-N键易于吸收紫外光而首先产生电子跃迁生成激发态电子，从而活化分子的局部结构，并使与偶氮基
基金项目：国家白然科学基金项目（60907038），江苏省白然科学基金项目（BK2008388，BK2009370)，有色金属及材料加工新技术教育部重
点实验室开放基金项目和南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金项目(200901001，200901002)资助
作者简介：张晓丽，女，1979年生，南京航空航天大学航空宇航学院博士研究生
e-mail; zxli_nuaa@nua&. edu.cn
*通讯联系人e-mail，liangdk@nuaaedu.cn
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