一種水體中痕量重金屬離子檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種重金屬離子監(jiān)測的方法，特別是設(shè)及一種水體中痕量重金屬離子 在線監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來我國水環(huán)境和±壤環(huán)境金屬污染嚴重。金屬是不可降解的物質(zhì)，在自然界 循環(huán)中只能通過水溶液、±壤或者生物體進行流動。金屬本身是人體所必需要的微量元素， 但由于近年來工業(yè)上金屬的超量排放，導致環(huán)境中的金屬嚴重超標，而通過食物鏈富集的 金屬離子量早已超過人類可W承受的程度。因此對于環(huán)境污染事件和生態(tài)風險篩查等多種 條件下的水體中重金屬離子的快速準確的檢測成為當務(wù)之急。
[0003] 現(xiàn)有的重金屬離子檢測手段包括電化學方法（電導分析法、電位分析法、極譜法、 伏安法等），光譜法（有質(zhì)譜法、原子吸收光譜法、原子巧光法、原子發(fā)射光譜法、紫外-可見 分光光度法等），生物學方法（免疫檢測和功能DNA檢測技術(shù)）。其中電化學方法檢測相對 成本較高，而生物學方法還沒有達到實際應(yīng)用的水平，光譜法相對較好但檢測混合金屬離 子時卻又有著吸光度重疊和檢測靈敏度低的缺陷。
[0004] 隨著水體中重金屬和種類越來越多，對人類的危害越來越大，尋找一種簡便快捷 的針對水中重金屬離子的檢測技術(shù)則成了當務(wù)之急。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種簡便快捷的水體中痕量重金屬離 子檢測方法。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下：
[0007] 一種水體中痕量重金屬離子檢測方法，包括如下步驟：
[000引 （1)離子富集：向100ml含有痕量重金屬離子的待監(jiān)測水樣中加入0. 001-0.Ig樹 脂吸附水體中的痕量重金屬離子；所述樹脂為強酸性苯己締系陽離子交換樹脂、NKC-9干 氨催化樹脂Styrene_DVB、弱酸性丙締酸系陽離子交換樹脂110、大孔弱酸性丙締酸樹脂或 大孔苯己締系磯酸樹脂化T-1 ;
[0009] 似洗脫；將步驟（1)得到的樹脂加入到0. 2-5ml的濃度為0. 05-2mol/L的酸水 溶液中，將重金屬離子從樹脂上洗脫下來，收集洗脫液；
[0010] (3)檢測；用堿水溶液中和洗脫液至顯色劑顯色反應(yīng)的pH,加入0. 5-5ml緩沖液； 加入0.l-2mL的濃度為l-3g/L的顯色劑水溶液，搖勻，靜置；用紫外可見分光光度計進行檢 巧。，記錄吸光度；將吸光度進行整理，輸入到軟件編程中，利用軟件編程對吸光度進行分析 分解，得到含有痕量重金屬離子的待監(jiān)測水樣中各個離子的濃度。
[0011] 所述強酸性苯己締系陽離子交換樹脂的型號為；〇〇1*1、〇〇1*1. 1、〇〇1*2、 001*3001*4、001*7、002*7、003*7、004*7、005*7、001*8、001*7*7、001*14. 5、D001-CC、 D001SS、D061、D072 或D072H。
[0012] 所述大孔弱酸性丙締酸樹脂的型號為；D113、D151或D152。
[0013] 所述酸為硫酸，鹽酸，甲酸，己酸，磯酸，亞硫酸，碳酸，磯酸或氨硫酸。
[0014] 所述堿為碳酸氨鋼，氨氧化鋼，氨氧化鐘，碳酸鐘或碳酸鋼。
[0015] 所述緩沖液為醋酸鋼緩沖液、磯酸鹽緩沖液、醋酸一醋酸錠緩沖液、磯酸緩沖液、 巧樣酸緩沖液、碳酸緩沖液、醋酸緩沖液、己比妥酸緩沖液或=哲甲基氨基甲燒緩沖液。
[0016] 所述顯色劑為二甲酪澄，銘黑T，1-(2-化晚偶氮）-2-蒙酪，橫基水楊酸，4-(2-化 晚偶氮）-間苯二酪，巧指示劑，K-B指示劑或甲基澄。
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)點：
[0018] 本發(fā)明的方法簡單，準確，可對紫外的重疊峰進行分解，可W更加精確的測出各種 重金屬離子的吸光度，從而計算出水體中的金屬離子濃度。對實際樣品中的特定離子濃度 測定的相關(guān)性可達0.996W上，具有較強可實施性。本發(fā)明的方法對離子的富集倍數(shù)可控。 本發(fā)明的水體中痕量重金屬離子檢測的方法，比電化學測試、生物學測試等方法更快捷，比 ICP測試等精確測量的方法更簡便，同時避開傳統(tǒng)的紫外測試方法中多離子檢測時的峰重 疊現(xiàn)象，經(jīng)過離子富集來擴大樣品測試的最低檢測限，可更有效的對水體中的痕量重金屬 離子進行檢測。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0020] 一種水體中痕量重金屬離子檢測方法，包括如下步驟：
[0021] (1)離子富集：向100ml含有痕量重金屬離子（銅，鉆，鑲）的待監(jiān)測水樣中加入 樹脂，吸附水體中的痕量重金屬離子；
[002引 似洗脫；將步驟（1)得到的樹脂加入到酸水溶液中，將重金屬離子從樹脂上洗脫 下來，收集洗脫液；
[0023] (3)檢測；用堿水溶液中和洗脫液至顯色劑顯色反應(yīng)的pH,加入緩沖液；加入顯色 劑水溶液，搖勻，靜置；用紫外可見分光光度計進行檢測，記錄吸光度；將吸光度進行整理， 輸入到軟件編程中（表1中各個實施例的模型建立是在各自實施例相對應(yīng)的顯色劑濃度與 體積的條件下建立的），利用軟件編程對吸光度進行分析分解，得到含有痕量重金屬離子的 待監(jiān)測水樣中各個離子的濃度。
[0024] 各實施例向100ml含有痕量重金屬離子的待監(jiān)測水樣具體加入的物質(zhì)及參數(shù)見 表1。
[00巧]表1
[0026]
[0027] 表1中顯示；"樹脂"項下實施例1-5,7是強酸性苯己締系陽離子交換樹脂的型號， 實施例8-10是大孔弱酸性丙締酸樹脂的型號；括號內(nèi)顯示為采用各個樹脂的具體克數(shù)。
[0028] "酸水溶液"項下第1個數(shù)字為濃度，單位是mol/L;其各實施例"酸水溶液"中的 酸列在表1中。
[0029] "堿水溶液"的濃度均為0.Imol/L。其各實施例"堿水溶液"中的堿列在表1中。
[0030] "緩沖液"項下；第一個數(shù)字，1為醋酸鋼緩沖液、2為磯酸鹽緩沖液、3為醋酸一醋 酸錠緩沖液、4為磯酸緩沖液、5為巧樣酸緩沖液、6為碳酸緩沖液、7為醋酸緩沖液、8為己比 妥酸緩沖液、9為=哲甲基氨基甲燒緩沖液。第二個數(shù)字為緩沖液的體積數(shù)。
[0031] 顯色劑水溶液中顯色劑的濃度為；2g/L。實驗證明，也可W是Ig/L或3g/L。
[0032] 溶液全部是銅鉆鑲混合離子溶液，且離子濃度均為0. 05mg/L;
[0033] 通過富集后離子濃度的模型分解求值，可得富集后各個離子的濃度，除W各自初 始濃度，即為富集倍數(shù)。
[0034] 用各實施例的方法檢測，計算機計算出來的結(jié)果：
[0035] 實施例1的富集倍數(shù)為；90倍W上，實施例2的富集倍數(shù)為；450倍W上，實施例3 的富集倍數(shù)為；90倍W上，實施例4的富集倍數(shù)為；15倍W上，實施例5的富集倍數(shù)為；40 倍W上、實施例6的富集倍數(shù)為；40倍W上、實施例7的富集倍數(shù)為；35倍W上，實施例8的 富集倍數(shù)為；40倍W上、實施例9的富集倍數(shù)為；42倍W上、實施例10的富集倍數(shù)為；30倍 W上、實施例11的富集倍數(shù)為；40倍W上，實施例12的富集倍數(shù)為；30倍W上。
[0036] 軟件編程：
[0037] (1)在表格中列出銅、鉆、鑲離子濃度分別在0.Olmg/l-O.Img/L平均分成的10 組；
[003引 （2)在表格中列出銅、鉆、鑲離子濃度分別在0.Img/l-lOmg/L平均分成的100組；
[0039] 做用Matl油進行隨機分組，依據(jù)隨機分組后的溶液的銅、鉆、鑲離子濃度進行配 審IJ，調(diào)節(jié)酸酸度得到顯色劑顯色反應(yīng)的抑，加入緩沖液；加入顯色劑水溶液，搖勻，靜置；用 紫外可見分光光度計進行檢測，記錄吸光度；進行軟件編程。
[0040] 將所有檢測結(jié)果及響應(yīng)的離子濃度進行建模，然后進行相關(guān)性分析W及實際檢測 來確定模型是合理的，可W將混合待檢測溶液通過測得的紫外吸光度來進行分解，從而得 到混合溶液中離子各自的濃度。見表2。
[0041] 表2,用本發(fā)明的方法模型計算所得富集后的各離子濃度
[0042]
[0043] 用本發(fā)明的各實施例的方法步驟（1)、（2)收集洗脫液，再用堿水溶液中和后(對 比例）再用標準測試方法（IC巧測試，所得富集后的各離子濃度見表3。
[0044] 表3ICP測試所得富集后的各離子濃度
[0045]
[0046] 表3中的對比例序號與實施例對應(yīng)。
[0047] 銅相對標準偏差2. 3 %，鉆相對標準偏差3. 5 %，鑲相對標準偏差3. 4 %。
【主權(quán)項】
1. 一種水體中痕量重金屬離子檢測方法，其特征是包括如下步驟： (1) 離子富集：向100mL含有痕量重金屬離子的待監(jiān)測水樣中加入0. 001-0.1 g樹脂吸 附水體中的痕量重金屬離子；所述樹脂為強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂、NKC-9干氫催 化樹脂Styren e_DVB、弱酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂110、大孔弱酸性丙烯酸樹脂或大孔 苯乙烯系磷酸樹脂DLT-I ; (2) 洗脫：將步驟（1)得到的樹脂加入到0. 2-5ml的濃度為0. 05-2mol/L的酸水溶液 中，將重金屬離子從樹脂上洗脫下來，收集洗脫液； (3) 檢測：用堿水溶液中和洗脫液至顯色劑顯色反應(yīng)的pH,加入0. 5-5ml緩沖液；加 入0. l-2mL的濃度為l-3g/L的顯色劑水溶液，搖勻，靜置；用紫外可見分光光度計進行檢 測，記錄吸光度；將吸光度進行整理，輸入到軟件編程中，利用軟件編程對吸光度進行分析 分解，得到含有痕量重金屬離子的待監(jiān)測水樣中各個離子的濃度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水體中痕量重金屬離子檢測方法，其特征是所述強酸 性苯乙烯系陽離子交換樹脂的型號為：001*1、001*1. 1、001*2、001*3001*4、001*7、002*7、 003*7、004*7、005*7、001*8、001*7*7、001*14. 5、D001-CC、D001SS、D061、D072 或 D072H。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水體中痕量重金屬離子檢測方法，其特征是所述大孔弱 酸性丙烯酸樹脂的型號為：D113、D151或D152。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水體中痕量重金屬離子檢測方法，其特征是所述酸為硫 酸，鹽酸，甲酸，乙酸，磷酸，亞硫酸，碳酸，磷酸或氫硫酸。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水體中痕量重金屬離子檢測方法，其特征是所述堿為碳 酸氫鈉，氫氧化鈉，氫氧化鉀，碳酸鉀或碳酸鈉。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水體中痕量重金屬離子檢測方法，其特征是所述緩沖液 為醋酸鈉緩沖液、磷酸鹽緩沖液、醋酸一醋酸銨緩沖液、磷酸緩沖液、檸檬酸緩沖液、碳酸緩 沖液、醋酸緩沖液、巴比妥酸緩沖液或三羥甲基氨基甲烷緩沖液。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水體中痕量重金屬離子檢測方法，其特征是所述顯色劑 為二甲酚橙，鉻黑T，1-(2-吡啶偶氮）-2-萘酚，磺基水楊酸，4-(2-吡啶偶氮）-間苯二酚， 鈣指示劑，K-B指示劑，甲基橙。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水體中痕量重金屬離子檢測方法，步驟為：(1)離子富集：向含有痕量重金屬離子的待監(jiān)測水樣中加入樹脂，吸附水體中的痕量重金屬離子；(2)洗脫：將步驟(1)得到的樹脂加入到酸水溶液中，將重金屬離子洗脫下來，收集洗脫液；(3)檢測：用堿水溶液中和，加入緩沖液和顯色劑水溶液；用紫外可見分光光度計進行檢測，記錄吸光度；將吸光度進行整理，輸入到軟件編程中，利用軟件編程對吸光度進行分析分解，得到含有痕量重金屬離子的待監(jiān)測水樣中各離子濃度。本發(fā)明的方法簡單，準確，可對紫外的重疊峰進行分解，可以更加精確的測出各種重金屬離子的吸光度，從而計算出水體中的金屬離子濃度。本發(fā)明的方法對離子的富集倍數(shù)可控。
【IPC分類】G01N21/33, G01N21/78
【公開號】CN104977295
【申請?zhí)枴緾N201510357427
【發(fā)明人】郭玉高, 趙賀, 韓葉林, 馬碩, 管山
【申請人】天津工業(yè)大學
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年6月25日