专利名称：：一种用于水样中微量六价铬含量测定的溶液及其应用的制作方法
技术领域：
：本发明属于水样中污染物六价铬的分析测定领域，涉及一种特异性对六价铬响应的功能化荧光染料的溶液及其应用。
背景技术：
：六价铬是一种有害环境污染物，其来源主要是工业废水排放。对人体而言，六价铬为吞入性毒物/吸入性极毒物，皮肤接触可能导致敏感；更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性。我国生活饮用水标准(GB5749-85)规定饮用水中六价铬含量不得高于0.05ppm，海水水质标准(GB3097-1997)要求第一至第四类海水中六价铬含量必须分别不高于0.005、0.01、0.02、0.05ppm。目前常用于分析六价铬的方法有离子色谱法、原子吸收光谱法、分光光度法和荧光光谱法。其中离子色谱法、原子吸收光谱法仪器复杂，分析测试耗时较长；分光光度法和荧光光谱法仪器简便，分析迅速，更适合于水样中六价铬含量的分析。本发明使用的是荧光光谱法，相比于分光光度法(如二苯碳酰二肼分光光度法(GB/T7467-1987))，具有灵敏度更高，抗背景干扰更强的优势。在己报道的利用荧光光谱法分析水质中六价铬的文献资料中，大多是通过六价铬氧化荧光染料导致荧光淬灭的机制实现六价铬的定量分析的。众所周知，荧光增强，特别是荧光由无到有，比荧光淬灭分析机制的灵敏度要高得多。目前已知的测定水样中六价铬的荧光光谱法多为荧光淬灭型，而荧光淬灭型的测定模式其灵敏度远不及荧光增强型，也不如荧光增强型更易于肉眼直接观测从而简化测定过程。
发明内容本发明的目的提供了一种溶液，具备与含有六价铬的水样混合后荧光显著增强的特性。该溶液用于水样中六价铬的测定时，灵敏度相对目前已知的荧光淬灭型方法显著提高，并可用于肉眼直接观测产生荧光半定量测定水样中的六价铬。本发明使用了一种被六价铬氧化前后荧光由无到有的功能化荧光染料，当水样中不存在六价铬时，溶液无色、无荧光，但若存在微量六价络，则会发出非常明亮的橙红色荧光，同时溶液也产生明显的紫色。本发明将这种荧光染料的硫酸溶液用于多种水样中六价铬含量的测定。当将待测水样与该溶液以一定体积比混合后，即可通过液体是否有橙红色荧光或变紫来定性判断水样中六价铬的大致含量，进一步可通过荧光光谱仪在500~575nm激发和550625nm发射进行精确的定量分析。本发明提供了一种用于水样中微量六价铬含量测定的溶液，其特征在于，包括以下质量百分含量各种组分99.8~80%水、0.2~20%硫酸和1100ppm罗丹明B酰肼。上述溶液的应用，其特征在于，将该溶液与待测水样按1:9至9:1体积比混合后，于10~45摄氏度放置5~60分钟后，通过荧光光谱仪在500575nm激发和550625nm发射，或肉眼直接观测对含六价铬的水样进行分析测定。可用于各种水样中0.00260.104ppm六价铬的精确定量测定。测定水样中微量六价铬的最佳工作环境为99.6%水、0.4%硫酸、10ppm罗丹明B酰肼、30摄氏度放置15分钟，荧光光度计激发光和检测波长为560和580nm。在饮用水、河湖水和海水水样中对六价铬的线性响应范围至少为0.00260.104ppm。检测限低于0.3ppb。大多数无机盐类十倍以上于分析物浓度时均无干扰。发明的优点和积极效果1、本发明提供的溶液可通过荧光增强的测定模式定量测定水样中的六价铬，检测限低于0.3ppb。2、本发明提供的溶液成本低廉，制造简单。3、本发明提供的溶液用于水样中六价铬测定时，操作简便，分析迅速，只需简单的荧光光谱仪或紫外灯。4、本发明提供的溶液用于水样中六价铬测定时，激发光波长较长，水样中的常见有机物杂质在此激发波长不会发射荧光。图1本发明提供的功能性荧光染料的分子结构示意2本发明实施实例三溶液用于测试00.5ppm六价铬水样的荧光光谱示意图(图a);本发明实施实例三溶液在0.00260.104ppm六价铬浓度范围内的线性荧光响应(右图b)。具体实施方式本发明所提供的功能化荧光染料罗丹明B酰肼分子结构示意图如图1所示，其化学合成可参考下述方法在100毫升圆底烧瓶中加入1.20克罗丹明B、30毫升乙醇和1毫升水合肼，加热至80度回流3小时，然后减压除去乙醇。将所得固体溶于50毫升1摩尔/升HC1溶液，然后缓慢加入l摩尔/升NaOH溶液至溶液pH为9和IO之间。过滤出产生的沉淀，烘干后即为本发明所用的荧光染料罗丹明B酰肼。本发明所指的溶液配制方法在499400克水中加入1~100克浓硫酸和0.5~50毫克罗丹明B酰肼，配制成溶液。该溶液可于常温下密封保存半年以上不变质。利用该溶液测定水样中的微量六价铬将水样经过滤膜过滤后加与上述溶液按1:9至9:1体积比混合后，于1045摄氏度放置560分钟后，通过荧光光谱仪在500-575nm激发和550625nm发射或肉眼直接观测对含六价铬的水样进行分析测定。通过一系列六价铬标准样品首先确定工作曲线，再对饮用水、河水、海水等水样进行分析测试，最后证明本发明的方法至少可对水样中0.0026~0.104ppm范围内的六价铬实现定量分析。同时干扰、选择性试验表明，大多数盐类，如钠、钾、镁、钙、锌、镉、汞、铜、铅、三价铬、硫酸盐、盐酸盐、硝酸盐、磷酸盐等，在高达IOO倍于分析物的浓度下对本发明的方法基本无干扰。配制了如下几种溶液用于六价铬含量测定实例实施，依次编号为A、B、C、D、E、F。A:499克水，1克浓硫酸和5mg罗丹明B酰肼B:498克水，2克浓硫酸和5mg罗丹明B酰肼C:490克水，20克浓硫酸和5mg罗丹明B酰肼D:400克水，100克浓硫酸和5mg罗丹明B酰肼E:498克水，2克浓硫酸和0.5mg罗丹明B酰肼498克水，2克浓硫酸和50mg罗丹明B酰肼实施实例一用溶液A、B、C、D、E、F对清华大学饮用自来水、蒸馏水、去离子水进行分析，按溶液AF与待测水样1:9、1:1、9:1体积比混合后，于30摄氏度放置15分钟后，通过荧光光谱仪在560nm激发和580nm发射检测，无荧光增强信号，未测得含有六价铬(低于检测限)。使用原子吸收光谱法测定也确未检出铬，证明溶液AF对不含六价铬水样不产生荧光增强信号。另外，在饮用水水中分别加入5.20和52.0ppb的六价铬标准品(分析纯重铬酸钾)后，再用同样的方法进行测定，分别检出六价铬4.91和52.3ppb(溶液A，体积比9:1)、5.33和52.7ppb(溶液A，体积比l:l);4.97禾B53.1ppb(溶液B，体积比9:1)、5.41和52,5ppb(溶液B，体积比1:1);4.88和51.4ppb(溶i夜C，体禾只比9:1)、5.35禾口51.8ppb(溶f夜C，体禾只比1:1)、5.21禾口52.3ppb(溶液C，体积比1:9);4.95和53.6ppb(溶液D，体积比9:1)、5.33和51.4ppb(溶液D，体积比l:l)、5.26和52.9ppb(溶液D，体积比1:9);4.92和50.9ppb(溶液E，体积比l:l);5.47和53.9ppb(溶液F，体积比1:1)。回收率94106%，效果良好。实施实例二用溶液B对加入52.0ppb六价铬的清华大学饮用自来水进行测定，溶液B与待测水样1:1体积比混合后，于IO、30、40摄氏度放置560分钟后，通过荧光光谱仪在500nm激发和550函发射、560nm激发和580nm发射、575nm激发和625nm发射检测，得到结果为<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>回收率95~105%，效果良好。实施实例三用溶液B对清华大学饮用自来水进行标准六价铬加入测试，溶液与待测样品混合体积比为1:1,30摄氏度下放置15分钟，荧光光谱仪在560nm激发和580nm发射检测，得到的荧光光谱随水样中六价铬浓度的变化如图2(a)所示。图2(b)表明至少在0.0026^0.104ppm六价铬浓度范围内本发明的方法线性良好。10次空白试验测得检测限至多为0.3ppb。同时加入100倍于六价铬浓度的千扰物质大多数盐类，如钠、钾、镁、钙、锌、镉、汞、铜、铅、三价铬、硫酸盐、盐酸盐、硝酸盐、磷酸盐等，对六价铬的测定基本无干扰(误差5%以内)。实施实例四用溶液B对清华大学校河河水进行分析，按溶液B与待测水样1:1体积比混合后，于30摄氏度放置15分钟后，通过荧光光谱仪在560nm激发和580nm发射检测，检出六价铬浓度为3.2ppb。使用原子吸收光谱法检出铬含量为3.5ppb。证明本方法对河水中微量的六价铬可实现定量测定。另外，在该河水中加入5.2ppb六价铬后，再用溶液B对其进行测定，检出六价铬8.72ppb，回收率103%。证明本发明的方法对河水中微量六价铬污染的测量很准确。实施实例五用溶液B对大连海域海水进行分析，按溶液B与待测水样1:1体积比混合后，于30摄氏度放置15分钟后，通过荧光光谱仪在560nm激发和580nm发射检测，检出六价铬浓度为6.4ppb。使用原子吸收光谱法检出铬含量为7.6ppb。证明本方法对河水中微量的六价铬可实现定量测定。另外，在该海水中加入5.2ppb六价铬后，再用溶液B以同样方法对其进行测定，检出六价铬10.9ppb，回收率94%。证明本发明的方法对海水中微量六价铬污染的测量很准确。实施实例六用溶液B对某络污染水样进行分析(含六价铬0.052ppm、铁0.05ppm、汞0.05ppm、锰0.1ppm、铜0.5ppm、锌1.0ppm、钠钾,丐镁各1.0ppm、盐酸根和硝酸根各5.0ppm)，按溶液B与待测水样1:1体积比混合后，于30摄氏度放置15分钟后，通过荧光光谱仪在560nm激发和580nm发射检测，检出六价铬浓度为5.6ppb。另外，在该水样中加入5.2ppb六价铬后，再用溶液B以同样方法对其进行测定，检出六价铬ll.lppb，回收率103%。实施实例七将含有0.05ppm六价铬的水样与溶液B按1:1体积比加入到玻璃瓶中。用手振荡混匀后，于室温(30摄氏度)下放置15分钟。之后于暗处用15W手提式紫外灯在365nm下照射。可观测到明显的橙红色荧光。而不含六价铬的水样通过同样的试验过程，无法观测到任何荧光显现。另外，通过测试一系列不同浓度六价铬标准溶液(00.20ppm)做出比色图，可参照该图根据肉眼直接比较光强对含有不低于0.05ppm六价铬的水样进行半定量测试。权利要求1、一种用于水样中微量六价铬含量测定的溶液，其特征在于，包括以下质量百分含量各种组分99.8～80％水、0.2～20％硫酸和1～100ppm罗丹明B酰肼。2、根据权利要求l所述溶液的应用，其特征在于，将该溶液与待测水样按1:9至9:1体积比混合后，于10~45摄氏度放置560分钟后，通过荧光光谱仪在500575nm激发和550625nm发射，或肉眼直接观测对含六价铬的水样进行分析测定。全文摘要一种用于水样中微量六价铬含量测定的溶液及其应用属于水样中污染物六价铬的分析测定领域。本发明利用对水样中污染物六价铬具有特异性荧光增强响应的荧光染料制作了用于水样中微量六价铬含量测定的溶液。利用荧光光谱仪，该溶液可用于各种水样中0.0026～0.104ppm六价铬的精确定量测定；同时，借助手提紫外灯，该溶液也可用于肉眼直接观测半定量测定水样中不低于0.05ppm的六价铬。本发明的溶液可通过荧光增强的测定模式定量测定水样中的六价铬，检测限低于0.3ppb；溶液成本低廉，制造简单；操作简便，分析迅速，只需简单的荧光光谱仪或紫外灯；用于水样中六价铬测定时，激发光波长较长，水样中的常见有机物杂质在此激发波长不会发射荧光。文档编号G01N21/76GK101271071SQ200810056858公开日2008年9月24日申请日期2008年1月25日优先权日2008年1月25日发明者宇向,童爱军申请人:清华大学