西矿建设有限公司 青海省西宁市 810000
摘要：现代红外光谱分析技术是近些年来迅速发展起来的一项科技方法，近20年来，红外光谱技术被广泛应用到各个不同的领域，创造出了很大的价值。红外光谱技术已经成为一个重要的分析方法和手段，它能够有效地对环境中的污染物质进行分析和检测，有着重要的意义。
关键词：环境科学；红外光谱技术；应用方法
一、红外光谱发展现状
近20年，近红外光谱技术得到突飞猛进的发展，呈现出飞快的增长趋势，不论是在研发工作方面，还是在运用方面都取得了一定成就。自20世纪80年代起，我国开始近红外光谱的研究与应用工作。90年代后期阶段，通过产业链的方式，不断在制药、食品、石化以及农业等许多个领域中进行运用，特别是在农业生产与科研工作中占据的地位越来越重要。据有关数据统计，我国进口品牌红外光谱仪器己突破2700台，而国产的红外光谱仪器大约为560台。当前，购买红外光谱仪器的企业单位占据很小的比例，其具有广阔的市场增长空间，这也为红外光谱在环境的应用上提供了重要基础。
二、红外光谱分析技术的特点
1、检测速度快。红外光谱分析无需样品前处理，且采集光谱仅需2min左右，可实现多个指标同步检测。
2、操作简单。红外光谱分析技术操作简单，其主要的分析过程主要包括：红外光谱采集、数据预处理与农产品产地溯源模型的建立、待测样品的产地预测。模型建立后，未知样品检测仅需红外光谱采集，待测样品产地可由计算机自动预测。
3、重现性好。红外光谱分析技术的稳定性好，有更好的重现性。
4、无需有机试剂，绿色环保。在红外光谱分析技术分析过程中，不需要化学试剂和复杂的前处理，具有低成本、环保、绿色等优点。
三、环境科学中红外光谱技术的应用
目前红外光谱技术在环境科学中的应用已经非常广泛，红外光谱技术对固体、液体、气体物质都能够起到很好的监测和分析的作用，能够准确的分析这些物质内部的化学成分，有利于分析人员更高效的利用这些物质。
1、检测固体环境
镉金属会对土壤造成很大的污染，因此，我们使用微生物手段能够最大程度的降低金属给土壤带来的污染。一些研究人员使用红外光谱技术对菌株进行考察，结合最终的试验结果可以看到，菌株细胞对于各种金属元素的积累大部分都是依靠配位结合的方式来完成的，在很多重金属元素共存的情况之下，菌体的吸附效果就没有得到明显的提升。目前在大多数情况下，我们都是采用高效液相色谱法来对农药中的物质含量进行测定的，我国现有的研究人员灵活地运用了红外光谱法，对农药中吡虫啉的含量进行了认真的检测和确定，在对样品进行分析的过程中主要是采用压片法，根据分析的数据结果显示，当吡虫啉在一定数据峰值时所形成的吸收峰不会因为农药成分而受到较大的影响，在这种情况下是比较稳定的。所以通过以上分析可以得出，科学合理的使用红外光谱技术对于农药吡虫啉含量的检测有着非常重要的意义，这种检测方法也能够替代常规的理化分析方法，大大缩短了检测的时间，提高了分析检测的效率，达到了快速分析的目的。
2、监测液体环境
有机污染物在各种水体污染之中占据的比例是非常大的，有机污染物也给水体带来了很大的伤害。化学需氧量是目前为止使用测试最多、测量污染程度最准确的一种指标。
重铬酸盐法就属于传统测量化学需氧量的一种方法之一，重镉酸盐法在操作的过程中有比较繁琐的操作流程，因此会需要花费大量的时间来进行检测，而且这种检测方法会产生一定程度的污染，所以在实际检测过程中应用的并不普遍。为了解决这些问题，我国研究人员经过更加细致的研究之后发现，使用近红外光谱法检测废水中化学需氧量是一个比较科学的操作方法，在这次操作实验过程中需要建立废水样模型，最终的分析研究结果表明，灵活的使用红外光谱法对于化学需氧量的检测有着非常重要的意义。
3、检测气体环境
红外光谱技术的另一重要特点就是能够检测气体环境，在灵活的运用红外光谱技术的基础之上，研究人员能够利用红外光谱技术将气体污染物成分中的光谱信息完整地分离并呈现出来，在分离的过程中，包含了国外一些发达国家所发布的将近200种污染气体或者是一些酸性有机物质，这些物质在分离的过程中存在着很大的难度，红外光谱技术能够对这些气体中的化学成分进行有效的分离。目前几乎所有的光谱数据都是在野外分离所得到的，所以红外光谱技术在应用的过程中会受到外界各种因素的干扰和影响，甚至还会受到外界气候环境的影响，这就会导致分离定性的过程变得更加的繁琐和困难，甚至有一些物质的化学成分会被外界噪音所掩盖，外界不同因素的变化都可能会对目标光谱的识别带来一些影响。为了解决这些问题，我国一些研究人员采取有效的措施把神经网络和红外技术有效的结合在一起，构建了一系列更加完善的提取和鉴别系统，对气体环境进行了深度的检测。结合最终的研究检测结果可以看到，所创建的新型系统不仅能够将外界干扰物质清除干净，也能够最大程度的降低外界环境变化对检测的影响，在某种程度上也能够达到强化目标物的目的。与此同时，这种新型的方法也能够提高系统的鉴别水平，为污染气体红外光谱的鉴别系统的建设提供更多的便利。
4、环境科学中红外光谱技术的应用例子分析
以下分析了红外光谱技术的应用实例，比如说在生产牛奶时，为了进一步的产出符合质量标准要求的牛奶，生产者在生产的过程中必须要保持原料成分的含量一致，也需要保证发酵的过程能够统一起来，只有这样才能够生产出符合规定的标准要求的牛奶。但是在实际的生产加工过程中，为了获得更高的经济效益，大多数的生产商都必须要进行连续的生产工作，不能够停止生产的过程来满足检测的需求，为了有效地解决这些问题，我们就可以使用红外光谱技术来解决问题。红外光谱技术的其中一个优点就是能够在线检测，相较于传统的检测方法来说有更大的优势，最终的检测结果也更加准确。近些年来，越来越多的研究人员开始把红外光谱技术和色谱技术结合起来，对气体中的污染成分进行定性的测量，这种检测方法在实际的操作过程中有非常重要的意义。
四、红外光谱技术应用的未来展望
红外光谱技术在应用的过程中有很多优点，比如说红外光谱技术的操作流程比较方便和迅速，它能够对多种不同的成分进行分析和检测，红外光谱技术在检测的过程中也不会给环境带来污染。近些年来我国时代不断发展进步，各种信息技术也处在发展和革新的过程之中，目前红外光谱技术应用过程中存在的一些问题也逐渐暴露并被逐一克服，红外光谱技术检测的精确度也越来越高，很多不同的领域都会选择红外光谱技术来检测。所以红外光谱技术在环境科学中的应用将会越来越普遍和广泛，它能够在修复环境生态的过程中起到很大的作用。利用红外光谱分析技术能够对各种不同物质中的有机污染物和重金属元素进行分析和检测，揭示出这些物质积累的过程，为科学家探讨这些物质的作用机理提供新的发展思路。红外光谱技术对这些物质进行检测有利于科学家明确现代社会危害人体健康的因素，为科学家保护环境提供基础，因此，红外光谱技术在我国有很大的应用前景，将会应用的越来越广泛。
结束语
主要从以上几个方面，围绕着红外光谱技术环境科学中的具体应用展开了讨论，笔者结合自身经验对其未来的发展进行了展望。希望通过本文可以给相关人员提供有价值的参考信息，供以借鉴。
参考文献
[1]邱颖，陈兵，贾东升.红外光谱技术应用的进展[J].环境科学导刊，2017（S1）：23-26.
[21]钱丽丽，宋春蕾，曹冬梅，等.近红外光谱产地溯源技术研究方法与应用现状[J].中国甜菜糖业，2018（1）：27-31.