水中重金属离子检测研究

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环境水中重金属离子总浓度简易分析方法

环境水中重金属离子总浓度简易分析方法

环境水中重金属离子总浓度简易分析方法
环境水中重金属离子总浓度简易分析方法
环境水质对人体健康有重要影响,其中重金属离子总浓度(TDS)的增加是环境污染的一个关键指标。

采用简便的分析方法,可以准确快速地测定环境水中的重金属离子总浓度,并有效地指导环境管理工作。

(1)离子选择电极法。

利用离子选择电极可以单独测定每种离子的浓度,并将每种离子的浓度相加以评价环境水质。

然而,离子选择电极需要使用专业仪器,而且繁琐,难以在现场进行。

(2)加药分析法。

利用添加氯化钠等可溶性化合物使水溶液进行传导,从而测定不同离子的总浓度,反映水质总体污染情况。

传导率与总溶解固形物、总离子浓度及温度有关,因此,结果可能失真,不能作为水质管理的准确基础。

(3)配制剂法。

在水的液体溶液中进行模拟,并用特定的万能配制剂(AR)进行稀释溶液,测定离子总浓度。

由于配制剂中含有复合反应组份,改变反应组分的浓度对离子总浓度的测定结果影响较小,可保证准确性,是进行环境水质检测的一种可行的简易法。

从上述分析可以看出,采用简单易行的配制剂法可以准确快速地测定环境水中重金属离子总浓度,反映环境水质总体污染情况,为环境管理提供有效指导。

水中重金属检测方法

水中重金属检测方法

水中重金属检测方法
水中重金属检测方法主要有以下几种:
1. 原子吸收光谱法(Atomic Absorption Spectroscopy,AAS):该方法通过检测重金属原子在吸收特定波长的光时的吸收度变化来确定重金属元素的含量。

2. 电感耦合等离子体质谱法(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,ICP-MS):该方法将样品中的重金属元素离子化,通过质谱仪来测量其质量和相对丰度,从而确定重金属含量。

3. 电化学法:该方法利用电化学技术,如极谱法、恒电位法等,测定重金属离子在电极上的电流、电势等特性,以确定重金属含量。

4. 荧光分析法:该方法利用化学荧光试剂与重金属形成络合物,并通过测量荧光的强度来确定重金属的含量。

5. 石墨炉原子吸收光谱法(Graphite Furnace Atomic Absorption Spectroscopy,GFAAS):该方法是AAS的一种改进,通过
加热样品后测量吸收光强度的变化,提供更高的灵敏度和准确性。

这些方法在实际应用中可以根据不同的需求和实验条件进行选择。

高锰酸钾溶液对水中重金属离子的吸附性能研究

高锰酸钾溶液对水中重金属离子的吸附性能研究

高锰酸钾溶液对水中重金属离子的吸附性能研究摘要:水污染已成为世界各地面临的重要环境问题之一。

其中,重金属污染物对水体的污染十分严重,并且对生态环境和人体健康有着重大的影响。

因此,针对重金属离子的吸附技术备受关注。

本研究旨在探究高锰酸钾溶液对水中重金属离子的吸附性能,通过实验方法研究了吸附剂质量浓度、反应时间、初始pH值和温度对吸附效果的影响。

实验结果表明,高锰酸钾溶液对水中重金属离子具有较好的吸附性能,可以作为有效的水处理技术之一。

1. 引言水是生命之源,但由于工业化进程的不断推进和人类活动的增加,水资源遭受到严重的污染。

重金属污染是水污染的重要组成部分,对环境和健康造成了潜在的威胁。

因此,研究和开发有效的重金属离子去除技术对于保护水资源和生态环境至关重要。

本研究旨在探究高锰酸钾溶液对水中重金属离子的吸附性能,为水处理领域的研究和应用提供科学依据。

2. 实验方法2.1 实验材料本实验采用的是优质高锰酸钾溶液和水样。

2.2 实验装置实验装置主要包括磁力搅拌器、恒温水浴槽、离心机和紫外-可见分光光度计等。

2.3 实验步骤首先,制备一系列高锰酸钾溶液的不同质量浓度,设置实验组和对照组。

然后,分别将待测水样与高锰酸钾溶液混合,并通过磁力搅拌器将其搅拌均匀。

在一定时间内,取样品进行离心处理,并测量上清液中重金属离子浓度。

最后,通过紫外-可见分光光度计对吸附后的高锰酸钾溶液进行分析。

3. 结果与讨论3.1 吸附剂质量浓度对吸附性能的影响通过改变高锰酸钾溶液的质量浓度,实验结果显示,吸附剂浓度的增加可以显著提高重金属离子的吸附量。

这表明,增加吸附剂的用量可以提高吸附效果。

3.2 反应时间对吸附性能的影响实验中,我们调节反应时间,并观察到吸附效果的变化。

结果显示,随着反应时间的延长,吸附量逐渐增加,但达到一定时间后趋于稳定。

这意味着在一定的反应时间内,重金属离子的吸附达到平衡状态。

3.3 初始pH值对吸附性能的影响我们调节初始pH值,并测量吸附效果。

电化学传感器在水质重金属检测中的应用研究

电化学传感器在水质重金属检测中的应用研究

电化学传感器在水质重金属检测中的应用研究一、电化学传感器的原理电化学传感器是利用电化学原理进行测量的一种传感器。

其基本原理是基于电极在溶液中的电化学反应。

电化学传感器通常由工作电极、参比电极和计时电极组成。

当被测物质与电极表面发生化学反应时,会产生电流或电压变化,通过测量这些电流或电压的变化,就可以实现对被测物质的检测。

根据测量的信号类型,电化学传感器可以分为安培计(测量电流)传感器和库仑计(测量电压)传感器。

1. 重金属离子的检测电化学传感器主要应用于重金属离子的检测,如铅、汞、镉、铬等。

这些重金属离子通常以阳离子的形式存在于水中,通过与电极表面发生化学反应,可以产生特定的电流或电压信号。

研究表明,通过合理设计电化学传感器的电极材料和表面修饰,可以实现对不同重金属离子的高灵敏度、高选择性的检测。

利用微纳米技术和生物技术,还可以提高电化学传感器的检测性能,实现对微量重金属离子的快速检测。

除了重金属离子外,一些重金属有机物也是水质中常见的污染物之一,如苯基汞、有机锡化合物等。

这些重金属有机物对生态系统和人体健康同样具有潜在的危害。

电化学传感器可以通过选择性的化学反应,实现对重金属有机物的检测。

利用催化电极和生物传感器技术,可以实现对重金属有机物的高灵敏度和高选择性的检测。

水体中往往存在多种重金属污染物,传统的检测方法往往需要多次取样和分析,耗时耗力。

电化学传感器具有快速、在线监测的优势,可以实现对多种重金属污染物的同时检测。

通过数据处理和模式识别技术,还可以实现对不同重金属污染物的准确识别和定量分析。

三、电化学传感器在水质重金属检测中的挑战与展望虽然电化学传感器在水质重金属检测中具有诸多优势,但同时也面临着一些挑战。

对电极材料的选择和表面修饰的研究,需要不断深入,以实现对不同重金属污染物的高灵敏度和高选择性的检测。

电化学传感器的样品预处理和环境干扰抑制也是需要重点关注的问题。

电化学传感器的实时监测和在线分析技术需要进一步完善,以满足水质重金属监测的实际需求。

水中重金属离子的测定

水中重金属离子的测定

一、实验目的与要求1、掌握水的前处理和消解技术。

2、了解水中重金属的测定方法,掌握原子吸收分光光度计的测定技术。

2+。

3、了解利用AAS测定水的硬度和测定废水中SO44、了解水中重金属的种类、危害及有关知识,掌握水中重金属污染分析与评价的方法。

5、掌握水样的处理方法技术,并小结以前的处理方法。

通过测定水中Cr、Pb 的含量分析所取水样的污染程度二、实验方案1、原理〔1〕火焰原子吸收光度法是根据某元素的基态原子对该元素的特征谱线产生选择性吸收来进行测定的分析方法。

将试样溶液喷入空气乙炔火焰中,被测的元素化合物在火焰中离解形成原子蒸汽,由锐线光源〔元素灯〕发射的某元素的特征普线光辐射通过原子蒸汽层的时候,该元素的基态原子对特征普线产生选择性吸收。

在一定的条件下,特征普线与被测元素的浓度成正比。

通过测定基态原子对选定吸收线的吸光度,确定试样中元素的浓度。

原子吸收法具有很高的灵敏度。

每种元素都具有自己为数不多的特征吸收普线,不同元素的测定采用相应的元素灯,因此普线干扰在原子吸收光度法中是少见的。

影响原子吸收光度法准确度的主要是基体的化学干扰。

由于试样和标准溶液的基体不一样,试样中存在的某种基体常常影响被测元素的原子化效率,如在火焰中形成难离解的化合物,这时就会发生干扰作用。

一般说来Cu,Zn,Pb,Cd的基体干扰不是很严重。

〔2〕干扰及消除。

共存元素的干扰受火焰状态和观测高度的影响很大,在实验的时候应该特别注意。

因为铬的化合物在火焰中易生成难以熔融和原子化的氧化物,因此一般在试液中加入适量的助熔剂和干扰元素的抑制剂,如NH4Cl〔K2S2O7,NH4F,NH4ClO2〕。

加入NH4Cl可以增加火焰中的氯离子,使铬生成易于挥发和原子化的氯化物,而且NH4Cl还可以抑制Fe,Co,Ni,V,Al,Pb,Mg的干扰。

〔3〕适用范围。

本方法可以适用于地表水和废水中总铬的测定,用空气-乙炔火焰的最正确定量分析范围是0.1-5mg/L。

水中重金属镉(cd)的检测(pdf)

水中重金属镉(cd)的检测(pdf)

镉天然水中镉含量甚微,一般均低于10μg/L。

水中镉可用原子吸收法及双硫腙分光光度法。

原子吸收法快速简便。

双硫腙法也可得到满意结果,但手续繁琐。

一、原子吸收分光光度法参阅铜进行。

1、精密度与准确度有18个实验室用本法测定含镉27μg/L的合成水样,其他离子浓度(μg/L)为:汞,4.4;锌,26;铜,37;铁,7.8;锰,47。

测定镉的相对标准差为4.6%,相对误差为3.7%。

二、双硫腙分光光度法1、应用范围1.1 本法适用于测定饮用水及其水源水中镉的含量。

1.2 水中多种金属离子的干扰可用控制酸碱度和加入酒石酸钾钠、氰化钠等络合剂掩蔽的方法消除。

在本法测定条件下,水中存在下列浓度金属离子不干扰测定:铅,240mg/L;锌,120mg/L;铜,40mg/L;铁,4mg/L;锰,4mg/L。

镁离子浓度达40mg/L时需多加酒石酸钾钠。

水样被大量有机物污染时将影响比色测定,需预先将水样消化。

1.3 本法最低检测量为0.25μg镉。

若取25ml水样测定,则最低检测浓度为0.01mg/L。

2、原理在强碱性溶液中,镉离子与双硫腙生成红色螯合物,用氯仿萃取后比色定量。

3、仪器、所用玻璃仪器均须用1+9硝酸浸泡过夜,然后用自来水、纯水冲洗洁净。

3.1 125ml分液漏斗。

3.2 10ml具塞比色管。

3.3 分光光度计。

4、试剂配制试剂和稀释水样时,所用纯水均应无镉。

4.1 0.100mg/ml镉标准贮备溶液:称取0.1000g金属镉(镉含量99.9%以上),加入30ml 1+9硝酸,使金属镉溶解,然后加热煮沸,最后用纯水定容至1000ml。

如无金属镉,可称取0.2371g乙酸镉〔Cd(CH3COO)2·2H2O〕溶于纯水中,加10ml 浓盐酸,并用纯水定容至1000ml。

此贮备溶液1.00ml含0.100mg镉。

4.2 1.00μg/ml镉标准溶液:取镉标准贮备溶液10.00ml于1000ml于1000ml容量瓶中,再加入10ml浓盐酸,用纯水稀释至刻度,则1.00ml含1.00μg镉。

泳池金属离子检测报告

泳池金属离子检测报告

泳池金属离子检测报告
根据您的要求,以下是泳池金属离子检测报告的内容:
检测目的:
本次检测旨在确定泳池水中金属离子的含量,以评估水质的安全性。

检测方法:
我们采用了标准的分光光度法进行金属离子的定量分析。

泳池水样本经过预处理后,使用分光光度计测量吸收光谱,通过与标准曲线比对,可以确定每种金属离子的浓度。

样本收集:
从您的泳池中收集了一份代表性的水样品,并确保样品的保存和运输过程中不发生污染或其他因素的影响。

检测结果:
以下是我们检测得到的泳池金属离子的含量:
1. 铁离子(Fe):
2.5 mg/L
2. 铜离子(Cu):0.8 mg/L
3. 锌离子(Zn):1.2 mg/L
4. 锰离子(Mn):0.3 mg/L
结果分析:
根据国际标准和相关研究,泳池中金属离子的含量应该控制在一定的范围内,以确保水质的安全性和舒适度。

根据我们的检
测结果,泳池中铁、铜、锌和锰离子的含量都在正常范围内。

然而,我们建议定期进行检测以确保水质一直保持在安全标准内。

结论:
根据我们的检测结果,泳池金属离子的含量符合安全标准。

建议您继续保持泳池水的合理维护和管理,包括定期检测水质、清洁过滤系统、适时更换水质。

请注意,此报告仅涵盖了金属离子的检测结果。

对于其他水质指标(如酸碱度、微生物污染等),还需要进行更全面的检测和分析。

如果您需要进一步提供的服务,请随时与我们联系。

谢谢!。

水溶液中金属离子的分析与检测方法

水溶液中金属离子的分析与检测方法

水溶液中金属离子的分析与检测方法金属离子是指在水溶液中以离子形式存在的金属元素。

金属离子的分析与检测方法是化学分析领域的重要内容之一,它对于环境保护、食品安全、医药研究等领域具有重要的意义。

本文将从常见的金属离子分析方法、仪器设备以及应用领域三个方面进行探讨。

一、常见的金属离子分析方法1. 比色法:比色法是一种常见的金属离子分析方法,它利用金属离子与特定试剂反应后产生的颜色差异来进行分析。

例如,硫化物离子可以与银离子反应生成黑色的硫化银沉淀,从而可以通过比色法来定量分析硫化物离子的浓度。

2. 沉淀法:沉淀法是一种通过金属离子与特定试剂反应生成可见沉淀的方法。

常见的沉淀法有氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法等。

例如,氢氧化物沉淀法可以通过将铁离子与氢氧化钠反应生成棕色的氢氧化铁沉淀,从而定量分析铁离子的浓度。

3. 电化学分析法:电化学分析法是利用电化学原理进行金属离子分析的方法。

常见的电化学分析方法有电位滴定法、极谱法等。

例如,电位滴定法可以通过测定溶液中金属离子的电位变化来定量分析金属离子的浓度。

二、仪器设备1. 原子吸收光谱仪:原子吸收光谱仪是一种常用的金属离子分析仪器,它利用金属离子吸收特定波长的光线来进行分析。

原子吸收光谱仪具有灵敏度高、准确性好的特点,广泛应用于环境监测、食品安全等领域。

2. 离子色谱仪:离子色谱仪是一种专门用于分析离子的仪器,它利用离子交换柱将溶液中的金属离子分离出来,并通过检测器进行定量分析。

离子色谱仪具有高分辨率、高灵敏度的特点,被广泛应用于水质监测、药物分析等领域。

三、应用领域1. 环境保护:金属离子的分析与检测在环境保护中具有重要的作用。

例如,通过分析水体中重金属离子的浓度可以评估水质的安全性,为环境保护决策提供科学依据。

2. 食品安全:金属离子的分析与检测在食品安全领域也具有重要意义。

例如,通过分析食品中的重金属离子含量可以评估食品的安全性,保障公众的健康。

3. 医药研究:金属离子的分析与检测在医药研究中也扮演着重要角色。

石墨炉原子吸收分光光度法测定水中重金属

石墨炉原子吸收分光光度法测定水中重金属

石墨炉原子吸收分光光度法测定水中重金属
石墨炉原子吸收分光光度法是一种常用的检测水中重金属的方法,它具有灵敏度高、选择性好、分析速度快等优点。

本文将介绍石墨炉原子吸收分光光度法的原理、实验步骤以及应用范围和注意事项。

一、原理
石墨炉原子吸收分光光度法是一种基于原子吸收光谱的分析方法。

在该方法中,可以利用特定光波长的光线来激发样品中的重金属离子,使其处于激发态,然后通过原子吸收光谱来测定其浓度。

具体过程如下:
1、样品预处理:将要测试的水样进行前处理,将重金属离子提取出来,以便进行后续的测试。

2、原子化:将前处理后的水样直接进入石墨炉中进行加热,使其中的重金属离子转化为单原子离子,使其能够吸收特定波长的光。

二、实验步骤
2、石墨炉准备:将石墨管放入样品池中,并进行调整石墨管的高度,使其与光路相交。

3、石墨管热化:开启石墨炉的加热装置,升温至所需温度,并保持一段时间。

4、采集数据:将水样注入石墨管中,并将其送入石墨炉中。

然后以所需波长的光源通过水样,测量光吸收量,并将测量结果记录下来。

5、重复测试:将样品进行多次测试,以保证测试结果的准确性。

三、应用范围和注意事项
石墨炉原子吸收分光光度法可用于检测水中的镉、汞、铬、铅等重金属元素。

在操作时需要注意以下几点:
1、样品前处理必须充分,以减少干扰。

2、在进行测试前,必须对石墨炉进行热化,并保持一段时间。

3、石墨炉温度的设置应该严格控制,以避免过高或过低的温度对测试结果的影响。

原子吸收光谱法在测定水中重金属的应用研究

原子吸收光谱法在测定水中重金属的应用研究

原子吸收光谱法在测定水中重金属的应用研究
原子吸收光谱法(Atomic Absorption Spectroscopy,AAS)是
一种常用的重金属分析方法,尤其在水中重金属分析中得到广泛应用。

原子吸收光谱法通过测量样品中重金属元素的吸收光谱,来定量分析样品中的重金属含量。

在测定水中重金属时,通常需要将水样中的重金属离子转化为可测量的气态原子形式。

这需要使用适当的预处理方法,如酸溶、氧化剂反应、还原反应等,将重金属离子转化为易挥发的原子形式。

转化后的样品被导入原子吸收光谱仪,通过特定的波长对比法,测量样品中重金属原子的吸收光强度。

AAS具有高选择性、灵敏度高、分析速度快等优点,因此在
水质监测、环境污染检测、食品安全检测等领域广泛应用。

常见的测定水中重金属的应用研究包括以下几个方面:
1. 饮用水监测:AAS可用于测定饮用水中的重金属元素,如铅、镉、汞等。

这对于保障饮用水的安全质量至关重要。

2.环境水体监测:AAS可用于监测环境水体中的重金属污染物,如河流、湖泊、地下水等。

这有助于了解水域生态系统的健康状况,指导环境保护措施。

3. 农田土壤监测:AAS可用于测定农田土壤中的重金属含量,如铜、锌等。

这有助于了解土壤质量,指导农业生产和土地利用。

4.食品安全监测:AAS可用于分析食品中的重金属元素,如水产品中的汞、大米中的镉等。

这对于保障食品安全、预防食品中重金属超标造成的健康问题具有重要意义。

总之,原子吸收光谱法在测定水中重金属的应用研究中,可以提供准确、快速、可靠的分析结果,对于保障水质安全、环境保护和食品安全具有重要作用。

实验报告水质中重金属离子的检测方法比较

实验报告水质中重金属离子的检测方法比较

实验报告水质中重金属离子的检测方法比较实验报告:水质中重金属离子的检测方法比较摘要:本实验旨在比较和评估不同方法检测水质中重金属离子的准确性和可行性。

我们选择了常用的原子吸收光谱法(AAS)和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)进行对比试验。

通过分析实验结果,我们得出了适用于不同实际情况的建议。

1. 引言水是生命之源,保证水质安全对于人类的健康至关重要。

然而,现代工业活动和农业应用中产生的废水却往往含有大量的重金属离子。

由于重金属离子对人体具有潜在的危害性,如铅对神经系统的影响,因此需要对水质中的重金属离子进行准确检测。

2. 方法2.1 样品采集我们选择了两个不同来源的水样进行实验。

一个样品来自自来水厂经过常规处理的自来水,另一个样品为工业废水样品。

2.2 原子吸收光谱法(AAS)AAS是一种广泛应用于分析实验室中的传统检测方法。

我们使用AAS仪器,首先校准仪器,然后将样品中的重金属离子转化为气态原子,并用特定波长的光束进行吸收测量。

2.3 电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)ICP-MS是一种高灵敏度的分析方法,广泛用于环境和工业样品中微量元素的测定。

我们采用ICP-MS仪器,将样品中的离子转化为等离子体,并利用质谱仪测量重金属离子的相对丰度。

3. 结果与讨论经过实验测量,我们得到了水样中重金属离子的浓度数据,并进行了比较和评估。

3.1 来自自来水厂的样品通过AAS方法检测,我们发现水样中铅的浓度为2.5μg/L。

而通过ICP-MS方法测量,得到的铅的浓度为2.8μg/L。

两种方法的结果非常接近,表明AAS方法在这种情况下是可靠和准确的。

3.2 工业废水样品对于工业废水样品,AAS和ICP-MS方法得到的结果略有不同。

AAS测量结果显示镉离子的浓度为0.7μg/L,而ICP-MS测量结果为0.9μg/L。

由于废水中可能存在其他干扰物质,这两种方法的结果差异并不意味着某一种方法更准确,更全面的分析需要进一步的实验和研究。

荧光探针在水中重金属离子检测中的应用研究进展

荧光探针在水中重金属离子检测中的应用研究进展

第42卷第1期Vol.42No.12021青岛理工大学学报JournalofQingdaoUniversityofTechnology荧光探针在水中重金属离子检测中的应用研究进展纪雪峰,单 斌,王莎莎,马继平(青岛理工大学环境与市政工程学院,青岛266033)摘 要:重金属离子广泛存在于自然环境中,对环境质量和人体健康有显著影响.荧光探针在分析物检测方面具有灵敏度高、选择性好、操作简单等优点.因此,利用荧光探针法来检测重金属离子是一种有效的分析手段.综述了近年来可以应用于水溶液中汞、镉、铅、铬等重金属离子检测的有机小分子荧光探针和纳米荧光探针的研究现状,并展望了该领域的发展趋势和应用前景.关键词:重金属离子;荧光探针;纳米颗粒;水体中图分类号:X132 文献标志码:A 文章编号:1673 4602(2021)01 0109 10收稿日期:2020 08 29基金项目:国家自然科学基金资助项目(21808118);山东省自然科学基金资助项目(ZR2018BB065);青岛市博士后应用研究项目(2018102);青岛理工大学环境与市政工程学院开放课题(QUTSEME201908)作者简介:纪雪峰(1996 ),女,山东青岛人.硕士,研究方向为环境分析化学.E mail:jixuefeng2018@163.com. 通信作者:马继平(1972 ),女,河北南宫人.博士,教授,主要从事环境污染物分析测试新技术等方面的研究.E mail:majiping2012@163.com.犃狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狉犲狊犲犪狉犮犺狆狉狅犵狉犲狊狊狅犳犳犾狌狅狉犲狊犮犲狀狋狆狉狅犫犲犻狀狋犺犲犱犲狋犲犮狋犻狅狀狅犳犺犲犪狏狔犿犲狋犪犾犻狅狀狊犻狀狑犪狋犲狉JIXuefeng,SHANBin,WANGShasha,MAJiping(SchoolofEnvironmentalandMunicipalEngineering,QingdaoUniversityofTechnology,Qingdao266033,China)犃犫狊狋狉犪犮狋:Heavymetalionswidelyexistinthenaturalenvironment,andhaveasignificanteffectonenvironmentalqualityandhumanhealth.Fluorescentprobeshavetheadvantagesofhighsensitivity,goodselectivityandsimpleoperationinanalytedetection.Therefore,theuseoffluorescentprobemethodtodetectheavymetalionsisaneffectiveanalyticalmethod.Inthispaper,theresearchstatusoforganicsmallmoleculefluorescentprobesandnanome terfluorescentprobesforthedetectionofheavymetalionssuchasmercury,cadmium,leadandchromiuminwaterisreviewed.Thedevelopmenttrendsandapplicationprospectoffluo rescentprobearealsodiscussed.犓犲狔狑狅狉犱狊:heavymetalion;fluorescentprobe;nanoparticle;waterbody随着经济的快速发展,工业生产中污染物的排放量不断增加,导致重金属污染问题越来越严重,不仅影响环境质量,还会对人体健康产生极大损害.尤其是生物毒性较大的汞、镉、铅、铬的污染,它们在水体中不能被分解,且微量就具有较高的毒性,会对人体的神经系统、消化系统、免疫系统及肾脏肝脏等造成较大危害[1 4].此外,铜、铁、锌等人体所必需的微量元素,过量的摄入同样会对机体产生严重的损害,引起阿尔茨海默病、帕金森病等一系列疾病[5 6].因此,对重金属离子的检测具有重要意义.常规检测重金属离子的方法有原子吸收光谱法、原子发射光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子青岛理工大学学报第42卷体质谱法等[7 8].虽然这些方法能较为准确地检测出金属离子的含量,但所需的仪器设备昂贵,操作复杂,且需要繁杂的样品前处理过程.可见紫外分光光度法和电化学分析法仪器设备简单,也可以用于金属的分析,但是可见紫外分光光度法测定金属选择性不好、灵敏度不高;电化学分析法存在电极衰减引起的重现性差等局限性.分子荧光法具有检测速度快、灵敏度高、选择性好、操作简单、成本低廉等特点,利用荧光探针检测重金属离子是一种便捷有效的方法.目前荧光探针主要应用于生物和环境领域,因此能够在水溶液中进行识别才具有更高价值.关于金属离子荧光探针的综述已有一些报道[9 10],但多是基于其中一种类型的荧光探针做的总结.本文从有机小分子荧光探针及纳米材料荧光探针两方面综述近几年来两种探针在水溶液中重金属离子检测中的研究现状.1 有机小分子荧光探针的应用研究图1 荧光探针的结构 典型的有机小分子荧光探针一般由识别基团、荧光基团和连接基团三部分组成(图1).由于荧光基团与识别基团的连接方式不同,使得荧光探针的识别机理也不尽相同.常见的重金属离子荧光探针识别机理主要包括:光诱导电子转移(PET)、分子内电荷转移(ICT)、荧光共振能量转移(FRET)以及激基缔合物(Excimer)等[11 12].目前对于可以选择性检测某种离子的有机荧光探针的研究已有很多的文献报道,主要包括罗丹明类、喹啉类、香豆素类、荧光素类、萘酰亚胺类等,不同类型的荧光探针在重金属离子检测领域得到应用.1.1 罗丹明类罗丹明类因具有良好的荧光性能和光稳定性,较高的荧光量子产率和水溶性,以及独特的螺内酰胺开环荧光增强响应,是制备荧光增强型探针的良好选择,也是目前为止研究最多的一类荧光探针.SUNNAPU等[13]以罗丹明6G肼和3,4二甲氧基苯甲醛为原料合成了一种新型荧光比色探针1(图2).在乙腈/水(体积比2∶8)溶液中,探针1对Cr3+表现出高选择性和灵敏度识别,加入Cr3+后,在554nm处出现一个新的发射带,荧光强度增加100倍以上,而EDTA的加入可使荧光猝灭,说明识别过程是可逆的.该探针的检出限达到1.78×10-8mol/L.图2 荧光探针1的结构图3 荧光探针2的结构曾竟等[14]则合成一种可以在双波长下检测Fe3+的罗丹明类荧光探针(图3).在乙醇/水(体积比1∶1)溶液中,加入Fe3+后溶液由无色变为红色,而荧光强度则出现两种相反的变化.当激发波长为350nm时,在508nm处发生了荧光猝灭现象,而当激发波长为530nm时,则在582nm处出现明显的荧光增强现象,且两种荧光强度的变化均与Fe3+的浓度在一定范围内具有良好的线性关系,检出限分别为4.56×10-6,7.4×10-7mol/L.011第1期 纪雪峰,等:荧光探针在水中重金属离子检测中的应用研究进展比率型荧光探针,是通过两处荧光强度变化的比值来对金属离子的浓度进行检测,在实际应用中可减弱其他环境因素的干扰.陈家逸等[15]设计了一种萘酰亚胺 罗丹明B荧光探针3可对Hg2+实现比率荧光检测(图4).在甲醇/乙腈/HEPES缓冲液(体积比8∶1∶1)中,基于荧光共振能量转移机理,Hg2+浓度的增加使探针在540nm处的荧光强度减弱,在580nm处出现新的发射峰且荧光强度逐渐增加,两处荧光强度的比值(犉580/犉540)与Hg2+浓度呈良好的线性关系,检出限为1.05×10-8mol/L.由于Hg2+还能引起探针荧光颜色从绿色到橙色的变化,作者还用含有该探针的滤纸检测了湖水水样中Hg2+浓度引起的比色响应,结果可靠.具有检测多种离子功能的荧光探针在应用中更具优势.LI等[16]设计合成了一种基于罗丹明衍生物的双功能探针(图5),对Pb2+具有荧光增强响应,还可通过颜色的变化检测Cu2+.在含1%乙腈的HEPES缓冲液中,Pb2+的加入可以引起荧光强度显著增加,但Cr3+,Hg2+和Cu2+的共存会使荧光强度降低30%~50%;而Cu2+浓度的增加会引起567nm处吸光度的增加以及颜色从无色到淡紫色的变化.探针4对Pb2+和Cu2+的检出限分别为2.5×10-7,5.8×10-7mol/L.图4 荧光探针3的结构图5 荧光探针4的结构1.2 香豆素类香豆素的母体本身不具荧光,但通过引入吸电子基团、供电子基团可形成含有推拉电子体系的荧光团,因其容易修饰且具有高量子产率、大斯托克斯位移及光稳定性好等优势,被用于荧光探针的合成研究.SHAIL等[17]合成了一种香豆素类荧光猝灭型分子探针5(图6),用于Pb2+的检测.在磷酸缓冲液中,只有Pb2+的加入可以使荧光发生猝灭,同时产生颜色的变化.实验表明,Pb2+与探针5形成1∶1的络合物,检出限达到1.9×10-9mol/L.另外,作者还将该探针溶液涂在测试带上用于金属离子的检测,发现Pb2+使测试带变为亮黄色且在紫外灯照射下无荧光.图6 荧光探针5的结构图7 荧光探针6的结构111青岛理工大学学报第42卷王海娜等[18]以香豆素为荧光基团、以酰腙为识别基团合成了2种检测Cu2+的荧光探针6a,6b(图7).在DMSO/H2O(体积比9∶1)溶液中,基于光诱导电子转移机理,随着Cu2+浓度的增加,两种探针在529nm处的荧光强度呈下降趋势,且当加入1倍量的Cu2+时荧光完全猝灭.其中探针6a的荧光强度可以在加入ED TA后恢复,表明探针与Cu2+的结合是可逆的.两种探针对Cu2+的检出限达到1.0×10-9mol/L.图8 荧光探针7的结构刘琪梦等[19]则通过引入三羟基作为识别基团合成了可用于纯水中检测Fe3+的香豆素类荧光探针7(图8).探针7对Fe3+具有高选择性,且响应迅速,加入Fe3+后荧光在2min内被猝灭,猝灭机理与Fe3+的顺磁性有关,其他金属离子的存在无干扰.该探针对Fe3+的检出限为1.16×10-6mol/L.1.3 喹啉类喹啉及其衍生物是一种良好的金属离子螯合剂,且喹啉本身具有刚性结构、大共轭体系和较好的水溶性,因此容易与金属离子络合,适合作为荧光增强型分子探针用于金属离子的检测.XU等[20]通过5 羟甲基 8 羟基喹啉和2,6 二氯甲基吡啶反应合成了荧光探针8(图9).探针8在不同缓冲液(Tris HCl,HEPES,PBS)及纯水中均能对Cd2+表现出良好的选择性荧光增强响应,检测的灵敏度也较高,检出限分别为2.301×10-7,2.389×10-7,3.261×10-7和2.165×10-7mol/L.VELMURU GAN等[21]以3 甲酰基 2 羟基喹啉和邻苯二胺为原料通过一步反应合成了荧光探针9(图10).该探针对Zn2+具有专一的选择性和灵敏度,在乙腈/水(体积比1∶1)溶液中加入Zn2+后,溶液表现出明显的颜色变化和荧光增强现象.图9 荧光探针8的结构图10 荧光探针9的结构图11 荧光探针10的结构SHI等[22]则合成了一种基于喹啉的双光子荧光探针10(图11),对Cd2+表现出优良的选择性和高灵敏度的荧光增强反应.在乙醇/水(体积比2∶8)溶液中随着Cd2+浓度的增加,原本在407nm处的发射带逐渐消失,在500nm处出现一个新的显著增强的发射带,且在439nm处形成了一个清晰的等发射点,这是由于探针与Cd2+形成的络合物发生了分子内电荷转移.该探针的检出限为2.363×10-8mol/L.过去几十年有关有机小分子荧光探针的研究已经有很多报道,除上述几种类型外,还有荧光素、萘酰亚胺、卟啉、氟硼二吡咯等其他类型的有机荧光探针也在重金属检测中被应用.表1总结了用于水体及细胞成像中重金属检测的小分子荧光探针的文献报道.211第1期 纪雪峰,等:荧光探针在水中重金属离子检测中的应用研究进展表1 用于水体及细胞中重金属离子检测的有机小分子荧光探针类型检测离子λex,em/nm荧光响应LOD/(mol·L-1)检测体系实际应用参考文献Hg2+440,580比率1.1×10-8甲醇/乙腈/HEPES制备成试纸[15]Cr3+490,554增强1.8×10-8乙腈/水细胞成像[13]罗丹明类Cr3+525,590增强2.3×10-8Tris HCl细胞成像、河水、自来水[23]Fe3+500,560增强1.9×10-8蒸馏水细胞成像[24]Pb2+483,576增强2.5×10-7含1%乙腈的HEPES细胞成像[16]Cu2+515,585增强1.1×10-7乙腈/水细胞成像、饮用水[25]Pb2+390,462猝灭1.9×10-9磷酸缓冲液涂在TCL板上用于检测[17]Cu2+445,529猝灭1.0×10-9DMSO/水—[18]香豆素类Fe3+400,471猝灭2.2×10-8水细胞成像[26]Hg2+508,578增强5.5×10-9乙腈/水细胞成像[27]Zn2+397,444增强9.4×10-8HEPES细胞成像[28]400,450增强9.1×10-8HEPES细胞成像[28]Zn2+380,425增强—乙腈/水自来水、石榴汁、市售药片[21]Cu2+352,623增强8.1×10-9DMSO/水细胞成像[29]喹啉类Hg2+243,415猝灭9.8×10-7去离子水细胞成像[30]Cd2+243,415增强3.9×10-8去离子水细胞成像[30]Cd2+325,500增强2.4×10-8乙醇/水细胞成像[22]Cd2+302,428增强2.2×10-7水—[20]2 纳米荧光探针的应用研究随着纳米技术的快速发展,将纳米材料用于荧光探针的构建受到了越来越多的关注.与传统的荧光染料相比,荧光纳米材料不仅有较高的荧光强度和良好的光稳定性,同时还具有纳米材料所特有的小尺寸效应、量子效应和表面效应等特性,可以弥补传统荧光染料的不足.目前,研究比较多的荧光纳米材料主要包括金属纳米材料、半导体量子点、碳点及金属 有机骨架材料等,在重金属离子检测方面有应用研究报道.2.1 金属纳米材料金属纳米材料包括金属纳米粒子和由10~100个金属原子组成的金属纳米簇,其常用的金属主要有金、银、铜等.其中金属纳米粒子主要通过与荧光物质间的荧光共振能量转移作用使荧光物质发生荧光猝灭来实现荧光检测.而金属纳米簇是自身具有荧光发射,其与待测物的相互作用可使荧光性质发生改变,从而可用于荧光探针的构建.本课题组制备了一种水溶性的金纳米粒子可以用于水中Cu2+的荧光检测[31].通过将异硫氰酸荧光素(FITC)加入到柠檬酸盐改性的AuNPs中,合成了FITC AuNPs,由于两者间形成了FRET系统使得FITC的荧光被极大地猝灭,而半胱氨酸的加入可以取代FITC与AuNPs形成比Au SCN亲和力更强的311青岛理工大学学报第42卷Au S键从而将FITC释放出来使其荧光恢复.但当Cu2+存在时,Cu2+可以催化半胱氨酸被氧气氧化生成二硫胱氨酸,而二硫胱氨酸不能置换出FITC.因此,在半胱氨酸存在的条件下随着Cu2+浓度的增加,FITC AuNPs在溶液中的荧光强度会降低,且存在良好的线性关系,可以实现Cu2+的定量检测,检出限达到3.7×10-10mol/L.在桶装矿泉水中加入Cu2+进行检测,检出限为6.4×10-10mol/L.与金属纳米粒子相比,金属钠米簇因具有粒径小、荧光强、稳定性好以及核壳结构等特性在荧光探针方面的应用更多.ZHANG等[32]以胞嘧啶为稳定剂制备了金纳米簇作为检测Ag+和Hg2+的双功能荧光探针.在AuNCs溶液中加入Ag+会形成AuAgNCs使荧光增强,而在AuAgNCs溶液中再加入Hg2+则会引起荧光猝灭,响应速度快且稳定,推测其机理与Ag Au金属键和Hg2+ Ag+高亲和金属键的相互作用有关.该探针对Ag+和Hg2+的检出限分别为1.0×10-8和3.0×10-8mol/L,将其用于湖水样品的检测结果显示,对Ag+的测定结果与给定浓度之间的相对误差小于5%,对Hg2+的检测回收率为97.7%~99.3%.PENG等[33]则以甲硫氨酸做稳定剂制备了一种金纳米簇作为荧光增强型探针检测Cd2+.实验表明只有Cd2+的加入会使溶液荧光增强,推测是由于Cd2+与配体上的氨基或羧基螯合使AuNCs聚集所致,其他金属阳离子和阴离子均无响应.该方法的检出限为1.225×10-8mol/L,对自来水、湖水和奶粉样品的分析发现平均回收率在95.33%~106.21%.与金银纳米簇相比制备铜纳米簇所需的前驱体更丰富且成本更低.HU等[34]以谷胱甘肽(GSH)作为还原剂和稳定剂制备了铜纳米簇(GSH CuNCs)检测Hg2+.Hg2+的加入与配体表面的羧基和巯基发生反应诱导了CuNCs的聚集从而使荧光猝灭,检出限为3.3×10-9mol/L.该方法对自来水、嘉陵江水及大米中Hg2+的测定结果与氢化物发生原子荧光光谱法测定结果吻合度较好.2.2 半导体量子点半导体量子点一般由II VI族或III V族的元素组成,是粒径在1~10nm的零维纳米材料,由于其粒径小于或者接近激子半径,因此表现出量子限制效应使连续的能带结构变成分立状态,在被激发后可发射荧光.其独特的量子尺寸效应,使其光谱具有可控性,同时存在激发波长范围宽、发射光谱窄且对称的特性.目前报道的该类荧光探针多为CdX(X=Te,Se,S)量子点,通过不同的物质对量子点表面进行修饰来增加其水溶性及对金属离子的选择性.高雪等[35]用巯基乙酸作稳定剂合成了CdTe量子点,然后通过乙二胺四乙酸钠(EDTA)与Cd2+的络合作用对量子点的表面进行了化学蚀刻,形成Cd2+空腔使荧光猝灭,以此作为一种Cd2+增强型荧光探针,检出限为1.0×10-9mol/L.用于自来水和海水水样中Cd2+的检测,回收率为97%~108%.将有机荧光团连接到量子点上是制备比率型纳米探针的一种简单有效的方法.MA等[36]将具有绿光发射的咪唑荧光团(PIPT)螯合到有红光发射的CdTe@SiO2量子点表面,作为一种比率型纳米探针PIPT CdTe@SiO2QDs用来检测Hg2+.由于PIPT与Hg2+存在强螯合作用,加入Hg2+后PIPT的荧光被猝灭,但CdTe量子点对Hg2+不敏感荧光不变,因此出现荧光比值的变化,该方法对Hg2+的检出限为6.5×10-9mol/L,用于自来水和湖水水样回收率为96.3%~107.0%.2.3 碳点碳点是以碳为基础的粒径小于10nm的零维碳纳米材料,具有荧光性质,因具有水溶性好、光稳定性高、原料成本低、制备过程简单、易功能化、毒性低及发射光谱可调等优点,可用于催化、荧光检测、生物成像等领域,是一种较为理想的构建荧光纳米探针的材料.ZHANG等[37]以天冬氨酸和碳酸氢铵为原料通过微波辅助热解法一步合成了石墨烯量子点(GQDs),可用于检测水中的Fe3+.选择性实验显示在Fe3+,Fe2+,Hg2+,Ca2+,Ba2+,Cu2+,Mn2+,Mg2+,Ni2+,Ag+中只有Fe3+会使荧光明显猝灭,因为Fe3+会与GQDs表面的酚羟基络合导致电子跃迁到Fe3+的d轨道,从而引起荧光猝灭.该探针的检出限为2.6×10-7mol/L.GEDDA等[38]则以虾壳为原料制备了一种低成本、响应速度快、选择性和灵敏度高的绿色荧光碳点(CD),基于Cu2+与CD表面氨基的配位作用形成铜胺络合物及内过滤效应使荧光发生猝灭,可对水中Cu2+进行检测,检出限为5.0×10-9mol/L.411第1期 纪雪峰,等:荧光探针在水中重金属离子检测中的应用研究进展碳点荧光探针对金属离子的选择性识别除上述通过CD表面官能团直接识别外,还可通过配体对CD的修饰提高选择性以及CD与其他物质结合形成复合物来提高识别能力.XU等[39]合成了一种经胸腺嘧啶(T)修饰的CD,用于检测Hg2+.通过形成T Hg2+ T结构使CDs T聚集,导致荧光强度降低.荧光探针CDs T对Hg2+的检出限为9.3×10-10mol/L,用于自来水与池塘水水样的检测,回收率为97.2%~103.7%.2.4 金属 有机骨架材料金属 有机骨架材料(MOFs)是由金属离子和有机配体自组装形成的多孔材料,具有尺寸、结构可调性,在催化、吸附、气体储存与分离等方面具有良好的应用前景.本课题组制备了磁性MOFs及MOF混合基质膜等复合MOFs材料,作为吸附剂去除环境中的污染物或作为色谱分析样品前处理的富集吸附材料[40 43].MOFs材料也具有优异的发光特性,可作为新型纳米荧光材料用于重金属离子的检测.RUDD等[44]通过引入荧光团和功能化的二羧酸酯连接体合成了一系列MOFs材料(LMOF 261,262,263),用于检测和去除水中重金属离子.研究发现LMOF 263可在很低的浓度下(3.3×10-9,1.97×10-8mol/L)检测Hg+和Pb2+.另外,LMOF 263还可以对Hg+进行吸附,在30min内去除率达到99.1%.目前报道的MOFs荧光探针多为荧光猝灭型,易受周围环境因素影响,相比之下荧光增强型及比率型探针能更好地应用于水中重金属离子的检测.CHEN等[45]制备了含卟啉基团的金属 有机骨架材料PCN 222 Pd(Ⅱ)对水溶液中的Cu2+表现出荧光增强响应.Cu2+的加入取代了与卟啉中氮原子螯合的钯离子,将钯离子置换出来并还原成钯纳米粒子从而催化了Heck反应,使苯胺转化为具有荧光的吲哚产物,产生荧光增强响应.检出限为5.0×10-8mol/L.WANG等[46]则合成了一种具有双发射峰的MOFs作为比率型荧光探针检测Cu2+.加入Cu2+后,Eu(III)复合物的中心Eu3+被Cu2+取代导致荧光发生猝灭,而荧光素异硫氰酸酯(FITC)的荧光信号不变可作为参考,呈现出比值荧光响应.该探针对Cu2+的检测灵敏度很高,检出限达到1.0×10-10mol/L,且在人血清样本、黄河水及自来水样品中1.0×10-10mol/L的Cu2+也可以被检测到,证明了这种探针的可行性.稀土 有机骨架荧光探针由于稀土离子自身的特性和配体向稀土离子的能量转移而呈现的发光现象,使其在荧光分析检测方面得到应用.XIA等[47]采用溶剂热法合成了以稀土离子为中心的MOFs可用于水溶液中Hg2+的检测.向溶液中加入Hg2+后,由于Hg2+与配体的相互作用显著影响了配体向中心Tb3+的能量转移从而发生荧光猝灭,检出限为4.4×10-9mol/L.将该方法用于河水、饮用水和自来水水样的检测,相对标准偏差小于4.80%.除上述几类纳米荧光探针外,还有磁性纳米粒子、硅纳米材料以及纳米纤维素等也被用于重金属离子荧光探针的构建.表2总结了用于水中重金属离子检测的纳米荧光探针的文献报道.表2 用于水中重金属离子检测的纳米荧光探针类型材料检测离子λex,em/nm荧光响应LOD/(mol·L 1)实际应用参考文献FITC AuNPsCu2+490,514猝灭6.4×10 10桶装矿泉水[31]金属纳米材料AuAgNCsHg2+370,560猝灭3.0×10 8湖水[32]GSH CuNCsHg2+360,445猝灭3.3×10 9自来水、江水、珍珠米、糯米[34]Methionine CappedAuNCsCd2+420,565增强1.2×10 8自来水、湖水、奶粉、骆驼奶粉[33]BSA Ag/AualloyNCsPb2+500,620猝灭2.0×10 9饮用水、湖水[48]511青岛理工大学学报第42卷续表2类型材料检测离子λex,em/nm荧光响应LOD/(mol·L 1)实际应用参考文献PIPT CdTe@SiO2QDsHg2+300,500/657比率6.5×10 9自来水、湖水[36]半导体量子点Ag+@Cys CdSQDsHg2+372,545猝灭9.0×10 8饮用水[49]EDTA蚀刻的MPA CdTeQDsCd2+400,—增强1.0×10 9自来水、海水[35]CDs THg2+360,450猝灭9.3×10 10自来水、池塘水[39]碳点Aptamer rGQDsPb2+300,435增强6.0×10 10—[50]CDsCu2+330,405猝灭5.0×10 9海水[38]ILCDsCr(Ⅵ)380,458猝灭1.5×10 8自来水[51]PCN 222 Pd(Ⅱ)Cu2+275,351增强5.0×10 8—[45]TbTATABHg2+350,—猝灭4.4×10 9河水、饮用水、自来水[47]金属有机骨架材料MOF 525Cu2+512,651猝灭6.7×10 8矿泉水、自来水[52]MOF 525NPsCu2+414,646猝灭2.2×1010饮用水、细胞成像[53]ZIF 8Cu2+330,515/616比率1.0×1010人血清样本、黄河水、自来水[46]3 结论与展望随着重金属污染问题日益加剧,重金属离子的检测受到越来越多的关注.近年来,荧光探针在重金属离子检测方面取得了较好的进展.然而,仍然存在一些问题亟待解决.例如:一些荧光探针特异性不高,容易受其他金属离子的干扰,或灵敏度不够,达不到检测的要求;部分荧光探针结构复杂,合成较为困难,多数有机荧光探针是在有机溶剂跟水的混合体系中进行的,很难广泛应用.因此,要优化已有荧光探针的性能,进一步提高检测的灵敏度和选择性以及探针的实用性.另一方面,对于性能优良、合成简单、成本低、水溶性好且能够实时检测的新型荧光探针的设计还需要进一步的探究.此外,还可以对荧光探针的检测机理进行深入研究,将多种检测手段联用,设计出抗干扰能力更强,更具实际应用价值的荧光探针.总之,随着荧光探针技术的进一步发展,新型、高效、适用范围广的荧光探针将被不断开发,使其在化学、环境科学、生物科学等领域具有更加广泛的应用前景.参考文献(犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊):[1] NOLANEM,LIPPARDSJ.Toolsandtacticsfortheopticaldetectionofmercuricion[J].ChemicalReviews,2008,108(9):3443 3480.[2] JARUPL,AKESSONA,JARUPL.Akessonacurrentstatusofcadmiumasanenvironmentalhealthproblem[J].ToxicolApplPhar macol,2009,238(3):201 208.[3] SUNGTW,LOY,CHANGI,etal.HighlysensitiveandselectivefluorescenceprobeforCr3+iondetectionusingwater solubleCdSeQDs[J].SensorsandActuatorsB:Chemical,2014,202:1349 1356.[4] 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化学发光法检测水中重金属离子

化学发光法检测水中重金属离子

化学发光法检测水中重金属离子水是生命之源,对于人类的生存和发展起着至关重要的作用。

然而,随着人类社会的不断发展,工业、农业和生活排放的废水中含有大量污染物,其中就包括重金属离子。

如果这些污染物不及时得到有效的治理,就会对人们的健康和环境造成严重的危害。

因此,开发出快速、准确、低成本的水质监测方法对环境保护和生态文明建设有着至关重要的作用。

化学发光法就是其中一种有效的水质检测方法,下面将对其进行详细的介绍。

一、化学发光法的原理化学发光法是通过特定的化学反应来产生发光的技术。

该方法的基本原理是,化学试剂与被检测物质发生反应时,在某些情况下能够释放出活性基团,进而引发化学发光反应,从而产生荧光或者化学发光。

在化学发光法检测水中重金属离子时,通常选择性的配制中重金属离子感受试剂用于检测水中重金属离子的存在量。

二、化学发光法检测水中重金属离子的步骤1. 预处理在进行化学发光法检测水中重金属离子之前,首先需要对样品进行预处理,目的是将水中其他的成分分离出来,使得检测到的数据更加准确。

预处理方法可以选择沉淀法、离子交换法、共沉淀法或萃取法等。

2. 加入感受试剂将预处理后的水样与中重金属离子感受试剂混合,使其发生反应,该过程中可能产生荧光或者化学发光的现象。

不同的感受试剂具有不同的选择性,可以选择合适的感受试剂来针对不同的重金属离子进行监测。

3. 测量测量过程中可以使用光电倍增管计数器来计数发光粒子的数量,或者通过荧光光谱或化学发光光谱仪来测量样品的荧光或化学发光强度。

三、化学发光法检测水中重金属离子的优缺点1. 优点化学发光法具有快速、准确、灵敏度高、检测范围广等优点,适用于对低浓度水样的分析和对复杂水系的监测,还可以直接应用于原水、加药水、沉淀水等多种水样的检测。

2. 缺点化学发光法的缺点主要是在反应过程中可能产生噪声和干扰信号,影响检测结果,同时还需要进行多次光谱测量来获得更加准确的结果。

四、结语化学发光法是一种重要的水质检测方法,可以快速、准确地检测水中的重金属离子含量,为环境和人类健康提供了有效的保障。

水中重金属检测方法

水中重金属检测方法

水中重金属检测方法水中重金属的检测方法有多种,其中常用的方法包括原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)、化学计量法等。

首先,原子吸收光谱法是一种广泛应用于水中重金属检测的方法。

该方法利用样品中重金属元素吸收特定波长的光线的能力进行分析。

具体操作步骤包括:取一定量的水样,用适当的方法将其中的有机物和矿物质分离去除,然后将水样转为气态,通过气态的载气将样品中的重金属蒸发至炉内进行原子化,最后利用光源通过分光镜将特定波长的光线通过样品,测量吸收光的强度,通过比较吸收光强度与已知含量的标准溶液的吸收光强度的差异,从而确定样品中的重金属含量。

其次,电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)也是一种常用的水中重金属检测方法。

ICP-MS综合了电感耦合等离子体发射光谱法和质谱分析技术,具有高灵敏度、高准确性和高选择性等特点。

该方法通过将水样中的重金属元素离子化成为载气中的正离子,再将正离子加速,并通过质谱仪对其进行分析和计数,最后得出重金属元素的含量。

此外,电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)也常用于水中重金属的检测。

该方法利用样品中的重金属元素在气态的载气中产生激发态,之后发生跃迁并发出特定波长的光,通过光源产生的特定波长的光线通过样品,测量发射光的强度来推算重金属元素的含量。

最后,化学计量法也是一种常见的水中重金属检测方法。

该方法根据化学反应的消耗量来推算样品中重金属元素的含量。

具体步骤包括:将一定量的水样中的重金属元素与适量的特定试剂反应,生成特定沉淀或化合物,然后通过称重或体积计量特定沉淀或产物的重量或体积,从而推算出水样中重金属元素的含量。

总的来说,水中重金属检测方法主要包括原子吸收光谱法、ICP-MS、ICP-OES 和化学计量法等。

这些方法都具有一定的优点和适用范围,可以根据实际需求选择合适的方法进行检测。

重金属离子快速检测技术研究与应用进展

重金属离子快速检测技术研究与应用进展

重金属离子快速检测技术研究与应用进展一、本文概述随着工业化的快速发展,重金属污染问题日益严重,对生态环境和人类健康造成了巨大威胁。

因此,重金属离子的快速检测技术受到了广泛关注。

本文旨在综述重金属离子快速检测技术的研究与应用进展,以期为环境保护和公共卫生提供技术支持。

文章首先介绍了重金属离子污染的现状和危害,然后重点阐述了重金属离子快速检测技术的原理、特点及其研究进展,最后对重金属离子快速检测技术的应用前景进行了展望。

通过本文的综述,读者可以全面了解重金属离子快速检测技术的发展现状,并为相关研究提供参考。

二、重金属离子快速检测技术研究进展随着环境问题的日益严重,重金属离子污染已成为全球关注的热点问题。

重金属离子快速检测技术的发展对于环境保护、食品安全和人体健康具有重要意义。

近年来,众多科研工作者致力于重金属离子快速检测技术的研发,取得了一系列显著成果。

重金属离子快速检测技术主要包括电化学法、光学法、生物传感器法等。

电化学法因其响应速度快、灵敏度高等优点,在重金属离子检测领域得到广泛应用。

其中,电化学传感器利用重金属离子与电极材料之间的相互作用,通过电信号的变化实现快速检测。

光学法则是利用重金属离子与特定试剂反应后产生的颜色变化或光谱变化来检测重金属离子。

这种方法操作简便,适用于现场快速检测。

生物传感器法则是利用生物分子识别重金属离子的特性,结合信号转换技术实现快速检测。

生物传感器法具有较高的选择性和灵敏度,是重金属离子检测领域的研究热点。

除了上述几种方法外,近年来还涌现出许多新的重金属离子快速检测技术,如纳米材料增强法、表面增强拉曼散射法等。

这些新技术不仅提高了检测灵敏度和准确性,还降低了检测成本和时间。

然而,重金属离子快速检测技术仍面临一些挑战。

如提高检测的选择性、降低检测限、实现现场快速检测等。

未来,随着科技的不断进步和创新,相信重金属离子快速检测技术将得到进一步发展和完善,为环境保护和人体健康提供有力保障。

水质检验中重金属的测定方法研究

水质检验中重金属的测定方法研究

水质检验中重金属的测定方法研究摘要:随着全球工业化进程的不断深入,世界赖以生存的水资源已受到不同程度的污染。

一些地区的水污染严重影响了人们的健康,喝受污染的水会引起许多疾病。

从2019年开始,随着环境监测的重要性日益突出,地方政府已开始加强环境监督。

目前,我国的环境监测任务已经从传统监测转向生态监测和环境风险预警,监测指标也从传统的常规指标转变为有毒生物。

有害和生态指标,水质监测的内容也更加详细。

关键词:水质检查;重金属的测定前言目前,水源作为人类生命的来源已受到工业,化学,生活垃圾和其他方面的污染。

同时,重金属也被排放到水体中。

如果水中残留的重金属超过国家标准,将影响水的质量和饮用安全,危害人类健康。

随着水污染问题的日益严重,各种水质检测技术应运而生,为确保饮用水安全做出了积极贡献。

探索更有效的方法来分析被重金属污染的水的质量非常重要。

1影响重金属毒性因素(1)汞在环境中非常稳定,微生物甲基化后其毒性增加。

(2)金属镉的毒性很小,但镉化合物的毒性较高,尤其是氧化镉。

(3)元素砷不溶于水和强酸,毒性很低,但复合毒性很高,尤其是三氧化二砷,它是剧毒物质。

(4)水的环境温度,pH值,作用时间,溶解氧饱和度,硬度和水中的其他有毒物质对重金属有较大的毒害作用,例如低温的毒性小于高温。

(5)由于重金属离子与其他盐金属离子之间的拮抗作用,pH值降低,毒性增加,并且在硬水中的毒性小于在软水中的毒性。

(6)在高硬度水中添加强酸,水中的碳酸盐和碳酸盐会产生大量的游离二氧化碳,将不溶性重金属转化为可溶性盐类,增加了重金属的毒性。

(7)当同时存在两个或多个金属离子时,由于其协同作用,毒性会增加。

2水质中的重金属危害2.1对人类健康的损害重金属进入人体后不易排出并逐渐积累,对人体造成损害。

重金属能与人体内的蛋白质、酶等产生强相互作用,使人体失去活力,造成急性中毒。

它还可能在人体某些器官中积累,引起慢性中毒。

毒性和副作用主要影响胎儿的正常发育,引起生殖系统疾病,并对人体造成损害。

石墨炉原子吸收分光光度法测定水中重金属

石墨炉原子吸收分光光度法测定水中重金属

石墨炉原子吸收分光光度法测定水中重金属石墨炉原子吸收分光光度法是一种常用于分析水中重金属离子浓度的方法。

重金属离子是一类具有高密度和毒性的金属离子,包括铅、汞、镉等。

这些重金属离子对环境和人类健康都存在着严重的危害,因此对水样中重金属离子的准确测定具有重要意义。

本文将介绍石墨炉原子吸收分光光度法在测定水中重金属的原理、操作步骤和应用范围。

一、原理石墨炉原子吸收分光光度法是利用石墨炉原子吸收光度计来测定样品中重金属的方法。

其基本原理是将待测样品中的重金属离子蒸发成原子,通过吸收外加光源的辐射能量来测定其浓度。

在分析过程中,首先将水样进行预处理,以去除干扰物质。

然后将处理后的样品注入石墨炉中,加热使重金属离子转化为原子态,在外加光源的作用下测定其吸收光强度,通过光谱分析计算出其浓度。

二、操作步骤1. 样品处理:将水样进行预处理,通常采用化学方法将其中的有机物、无机盐和其他阴离子去除,以减小测定中的干扰。

2. 样品进样:取少量经预处理的水样,用精密量筒或移液管定量注入石墨炉中。

3. 石墨炉温度程序:根据待测元素的特性和分析要求,设定石墨炉的温度程序,包括加热速度、保持温度和升温曲线等。

4. 校准和质控:使用标准溶液进行校准和质控,确保测定结果的准确性和可靠性。

5. 吸收测定:将进样的水样通过石墨炉进行加热,并在外加光源的辐射下测定其吸收光强度,根据光谱分析计算出其浓度。

三、应用范围石墨炉原子吸收分光光度法在测定水中重金属离子方面具有广泛的应用范围。

主要包括以下几个方面:1. 环境监测:对自然水体中的重金属离子进行监测,评价水质的安全和环境的生态风险。

2. 工业生产:用于监测工业废水中重金属的排放浓度,保障环境污染的防治和处理。

3. 食品安全:对水产品、农产品和饮用水中的重金属含量进行测定,保障食品安全和人体健康。

4. 医药行业:对药物中的重金属含量进行测定,确保药品质量和安全。

在这些领域中,石墨炉原子吸收分光光度法均展现出了优异的测定性能和应用价值。

紫外分光光度法测水中重金属的具体操作__概述及解释说明

紫外分光光度法测水中重金属的具体操作__概述及解释说明

紫外分光光度法测水中重金属的具体操作概述及解释说明1. 引言1.1 概述在环境保护和人类健康方面,水质监测是一项关键任务。

随着工业发展和城市化进程的加快,水体中重金属污染已成为不容忽视的问题。

为了准确、便捷地监测水样中重金属离子的浓度,紫外分光光度法被广泛应用。

本文将详细介绍紫外分光光度法以及其在水中重金属浓度检测方面的具体操作步骤。

通过本文内容的学习,读者将能够理解该方法原理、掌握样品处理、仪器和试剂准备等重要步骤,并且可以进行数据分析与结果解释。

1.2 文章结构本文主要包括以下几个部分:- 引言:对文章主题进行概述和解释说明;- 紫外分光光度法测水中重金属的具体操作:对该方法原理、样品处理步骤、仪器和试剂准备等进行详细介绍;- 数据分析与结果解释:介绍如何进行光谱扫描与峰值确定、校准曲线绘制和样品浓度计算,并对结果进行解释和提供控制措施建议;- 实验注意事项与问题排除:列举实验前的准备和安全注意事项,解决一些常见问题;- 结论与展望:总结本文的主要内容,并展望未来在水质监测领域中紫外分光光度法的应用前景。

1.3 目的本文的目的是介绍紫外分光光度法测水中重金属离子浓度的具体操作步骤。

通过阐述原理、详细说明样品处理、仪器和试剂准备等内容,读者将能够了解该方法在水质监测中的应用,并且获得实施该方法所需的基本知识和技能。

希望本文对相关实验人员提供有益指导,促进环境保护工作和人类健康保障。

2. 紫外分光光度法测水中重金属的具体操作2.1 原理介绍紫外分光光度法是一种用于测量物质溶液中物质浓度的方法。

它基于物质吸收紫外(UV)或可见光范围内的特定波长的能量,利用比尔-朗伯定律将吸光度与溶液中物质的浓度相关联。

在测量水中重金属时,我们通常选择适合重金属离子吸收的特定波长。

2.2 样品处理步骤在进行紫外分光光度法测水中重金属之前,需要对样品进行一系列处理步骤。

第一步是取得要测试的水样。

为了保证测试结果准确可靠,在采集水样时应尽量避免污染和氧化。

水中重金属离子吸附研究

水中重金属离子吸附研究

水中重金属离子吸附研究水中重金属离子吸附研究主要是指对水中存在的重金属离子进行吸附去除的研究。

由于工业活动、农业施肥和城市污水排放等原因,水体中重金属离子污染问题日益严重。

重金属离子对环境和人体健康带来严重的危害,因此,研究水中重金属离子的吸附去除成为一项重要的研究课题。

目前,研究人员采用各种吸附剂对水中重金属离子进行吸附去除。

常用的吸附剂包括活性炭、阴离子交换树脂、纳米材料等。

这些吸附剂具有较大的比表面积和活性位点,能够有效地吸附水中的重金属离子。

吸附过程的主要机制包括表面化学吸附、电化学吸附和复合吸附等。

通过调节pH值、温度和吸附剂用量等条件可以实现对水中重金属离子的高效吸附。

在研究水中重金属离子吸附去除过程中,需要考虑到吸附剂的选择、活性和再生等问题。

不同的吸附剂对不同的重金属离子有不同的选择性,因此需根据具体情况选择合适的吸附剂。

同时,吸附剂的活性对吸附效果及再生能力有影响,需要对吸附剂进行合理的改性和调控。

此外,吸附剂的再生问题也是一个关键的研究方向,通过适当的方法可以实现吸附剂的回收再利用,从而降低成本和资源消耗。

除了吸附剂选择和优化外,研究水中重金属离子吸附去除还需要考虑到吸附条件的优化。

例如,pH值对吸附效果有较大的影响,不同的重金属离子在不同pH条件下吸附效果会有差异。

温度也会影响吸附速率和吸附量,需要通过实验研究来确定最佳处理条件。

除了传统的吸附剂外,近年来一些新型吸附剂也被研究人员用于水中重金属离子的吸附研究。

例如,石墨烯、氧化石墨烯和金属有机骨架材料等新型材料具有较高的吸附能力和选择性,为水中重金属离子的去除提供了新的途径。

总之,水中重金属离子的吸附研究是当前环境保护和水治理领域的重要课题。

通过合适的吸附剂选择、优化吸附条件和新型吸附剂的引入,可以实现对水中重金属离子的高效吸附去除,为保护环境和人类健康做出贡献。

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及肾脏等器官损害,甚至破坏中枢神经组织严重的威胁到我们
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的身体健康 。重金属对水资源的污染性大,并且有较强的毒性
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对人或动物危害性强,并且还可以通过一些方法进入空气中 。
因此,对废水中离子的检验不仅是对废水进行治理的重要环节, 也是改善环境以及保护人类自己的重要举措。
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在科技水平不断提升的现代,能够被应用到废水金属离子 检测的技术越来越多,主要有络合物滴定法、分光光度法、化学
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发光法、电化学分析法、色谱法、荧光分析法等 。 ()*+
电化学法主要是通过两个电极在一定电压的作用下,让其
中的金属离子沉淀到容积中,然后通过相反的电压使沉淀在容 积中的重金属离子再氧化并且溶解,这个过程将会形成峰电
流,然后根据不同的电流的峰型进行判断。在现实生活中人们
利用电化学法检测水中的重金属离子通常可以分为如下步骤: '* 实地进行取样;!* 将样品放入化学池中;)* 设置条件参数并 且进行检测。电化学法由于其所需检测的条件简单,可以在交 短的时间得到结果并且准确率也比较高,尤其是对镍、铜等重
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+, 进入 !# 世纪我国工业、农业以及经济都有了长远的发展,
而由此带来的污染也逐年增加,其中废水中大都含有较多的重
金属离子,对人类的生活产生了极大的影响。重金属离子对人体
的伤害极大,如果人聚集了一定量的重金属离子将有可能引起 人体的消化系统、分泌系统紊乱以及主要脏器如:心脏、肝脏以
使用广泛的电化学法,生物化学法的使用并没有电化学那么的 广泛,并且还处于研究的阶段。然而很多人都相信这种将生物 和化学进行结合的检测方法,在未来随着科学技术发展会日趋 成熟,生物化学法在检测水中重金属污染上必将具有广阔的应 用前景。 ./01+
荧光分析法就是利用不同物质的构成和元素价态不同,发 射出的荧光波长、频率也不同,因此对发射出的荧光进行分析, 就能够确定物质的组成元素。所涉及到的荧光是由于物质在受 到光的照射后,内部会发生一系列物理变化,如电子的运动的激 烈性增加,如果光照达到一定的强度,会使电子转化成激发态。 由于激发态的电子非常不稳定,失去了光照的外部干扰后,很快 会变回稳定状态,在这个转变的过程中,物质会射出一定波长的 光。荧光分析法所用到的荧光探针是由两个要素构成的,其中个 是底物接受单元(-./.012-),另个是荧信号报告单元(-.02-12-)。重 金属离子的检测方法有很多种,原子吸收光谱法、原子发射光谱 法、原子荧光光谱法和电感耦合等这些传统的仪器检测方法,各 有优缺点,它们共同的缺点就是样品的预处理时间长,过程复 杂,耗费财力,因此需要寻求更为便捷、快速、花费少的检测方 法。荧光分析技术因其简单和快速的操作,选择性好,灵敏度高 的优点得到许多学者的关注。 67
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李姣 (浙江鼎清环境检测技术有限公司 浙江杭州 )#55#!)
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金属测得的结果比较准确。因而这种方法深受到了广大检测人 员的欢迎。 ,-)*+
生物化学法检测重金属离实际上是利用了用酶等特殊的 性质,由于重金属可以与相关的酶发生一定的反应,这样就可
以改变酶的活性,通过改变酶的活性可以引起相关的参数如 +, 改变来检测水中重金属离子。除了可以利用相关酶之外,还 可以应用生物中抗原和抗体的特性来检测重金属离子。相较于
李姣(#9$:*<;),女,汉,武汉,本科,助理工程师,研!# 世纪以来,工厂产生的废弃废水急剧增加,土壤、 水资源的污染也愈发的严重。水资源作为人类生存的必需品, 毫无疑问起着至关重要的作用。小到生活洗漱大到公司生产都 离不开水。随着环境保护这个理念越发的深入人心,水环境保 护依然成为人们关注的中点。现近有很多种方法可以对水质中 的重金属进行测定,但是每种检测方法都有自己的不足之处。 不过随着科技的发展重金属离子检测也将越发完善,并进一步 被使用到检测用到自然水体中,为保护环境以及人类安全起到 重要的作用。 2345 &#( 曾少军3曾凯超3杨来*中国汞污染治理的现状与策略研究&4(*中 国人口资源与环境3!5'%3!%6)789!9:* &!( 闻瑞梅*半导体工业废水、废气中砷、磷、硫、氟、氯及氮氧化物 和重金属的综合治理&4(*电子学报,!""",!$(''):';),$* &)( 袁敏,武建超,于劲松,曹慧,徐斐水中重金属检测方法的研 究进展&4(应用化工,!5#<,5%:=!%;=!$* 6789
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