近年来, 三维荧光技术已经成为常用的化学分析技术, 但有些结构相近的荧光有机物的三维荧光光谱十分相似, 可能导致分析结果错误。 因此, 如何精准区分具有相似三维荧光光谱的有机物是十分重要且亟待解决的问题。 荧光量子产率和荧光寿命是荧光有机物两个重要的光学参数, 对于分子结构的差异更灵敏。 对吲哚、 3-甲基吲哚和L-色氨酸的三维荧光光谱、 荧光量子产率和荧光寿命进行了研究。 结果表明, 它们的三维荧光光谱都出现两个荧光峰, 且荧光峰位置十分接近。 吲哚和L-色氨酸的荧光峰大致位于［激发波长, 发射波长］=［275, 340～350］和［220, 340～350］ nm附近, 3-甲基吲哚的荧光峰位于［激发波长, 发射波长］=［280, 365］和［225, 365］ nm附近。 在相同浓度下, 三种有机物在激发波长为275～280 nm处的最高荧光强度依次为: 吲哚>3-甲基吲哚>L-色氨酸。 利用绝对量子产率测量技术测得吲哚、 3-甲基吲哚和L-色氨酸的荧光量子产率分别约为0.264、 0.347和0.145; 利用时间相关单光子计数技术测得吲哚、 3-甲基吲哚和L-色氨酸的荧光寿命分别约为4.149、 7.896和2.715 ns。 研究表明, 荧光寿命和荧光量子产率能区分三维荧光光谱相似的荧光有机物, 研究结果在荧光有机物的准确识别上具有重要的价值。

石化废水排放量大、 污染物成分复杂, 对环境的危害较大。 采用三维荧光光谱扫描技术分析了某大型石化企业综合污水处理厂各处理单元(水解酸化+A/O+接触氧化工艺)进出水的荧光光谱特征。 污水厂总进水包含四个荧光峰Peak A, Peak B, Peak D, Peak E, 分别位于λex/λem=220/300, 225/340, 270/300, 275/340 nm附近, 荧光物质主要来自工业废水, 水解酸化池出水各荧光峰强度有所降低, 位置基本不变, 厌氧池出水λex/λem=250/425 nm附近出现新荧光峰Peak C, 好氧池出水荧光峰Peak C处荧光强度有所增强, 二沉池出水Peak A消失, 二沉池之后水样荧光谱图变化不大; 该处理工艺对荧光有机物的总去除率为920%, Peak A, Peak B, Peak D, Peak E附近的荧光有机物去除率分别为1000%, 912%, 803%, 920%; 污水厂进水IPeak B/IPeak E值波动较大而出水变化不大, 表明该污水处理厂运行稳定, 其处理工艺具有较强的抗冲击负荷能力。

荧光有机物携带了有机物总量和组成信息, 可作为新型水质参数来弥补COD和BOD等不能表达有机物组成的不足。 炼油废水是典型的难降解工业废水, 含有大量有毒化合物。 我国某大型炼油企业废水的三维荧光光谱的研究结果表明, 炼油废水的荧光光谱与水样一一对应； 荧光强度很高, 主要由λex/λem=270/300 nm, 220/300 nm和230/350 nm附近的荧光峰叠加而成, 其中270/300 nm的荧光强度最大, 220/300 nm稍弱； 各峰的位置和荧光强度对于炼油废水是稳定的。 炼油废水的荧光包含了产物和原料的信息。 苯酚对270/300 nm, 220/300 nm附近的荧光峰的荧光强度贡献显著, 而二氯苯和苯等其他单环化合物对这两峰可能也有贡献。 230/350 nm附近的荧光峰可能与烷烃和苯有密切关系。 各峰的位置和荧光强度可以作为炼油生产以及废水处理厂来水是否正常的判据。