一种固相萃取与xfr联用的水中重金属检测方法、检测装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及水质分析技术领域，具体涉及一种固相萃取与XFR联用的水中重金属检测方法、检测装置。检测方法如下：过滤、金属富集、检测荧光强度、配制不同重金属的一系列标准液，并绘制其浓度?荧光强度标准曲线、比对。检测装置包括前处理装置、XFR检测仪和固相萃取装置。本发明的检测方法，该方法有效解决了水质中重金属元素的检测问题，避免了复杂的前处理过程，极大地降低了测试成本，实现对水中痕量重金属元素的自动和快速分析，且检出限可达到ppb级。本发明的检测装置，可同时检测多种重金属元素浓度，检测数据精确。同时，该设备运行稳定，可操作性强。
【专利说明】
一种固相萃取与XFR联用的水中重金属检测方法、检测装置
技术领域
[0001]本发明涉及水质分析技术领域，具体涉及一种固相萃取与XFR联用的水中重金属 检测方法、检测装置。
【背景技术】
[0002]水体中的重金属元素是水质监测的一项重要内容，目前测定水环境中的重金属元 素的方法主要是原子吸收光谱法以及电感耦合等离子体质谱法。这两种方法的前处理过程 都很复杂，分析仪器价格昂贵，样品的测试成本较高，不适宜用做水质在线监测的方法。 [0003] X射线荧光光谱仪能够实现对多种重金属元素的在线检测，且前处理简单，操作快 速，样品的测试成本低，但是由于X射线衍射具有较高的散射背景，导致该方法的检出限相 对较高，无法达到水质监测的要求。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种固相萃取与XFR联用的水中重金属检测方法，该方法有 效解决了水质中重金属元素的检测问题，避免了复杂的前处理过程，极大地降低了测试成 本，实现对水中痕量重金属元素的自动和快速分析，且检出限可达到PPb级。
[0005] 本发明的目的还在于提供一种检测装置，该装置通过富集片使水中重金属富集后 直接通过XFR检测仪进行检测，避免了复杂的前处理过程，工艺流程短，设备成本低。另外该 装置可同时检测多种重金属元素浓度，检测数据精确。
[0006] 为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] 一种固相萃取与XFR联用的水中重金属检测方法，包括以下步骤：
[0008] (1)将待检测水样经前处理装置进行处理，过滤掉其中的固体颗粒；
[0009] (2)将过滤后的待测水样置于固体萃取装置中，使其中的重金属元素富集于固相 萃取装置中的金属富集片上；
[0010] (3)将富集有重金属的金属富集片用XFR检测仪进行检测，得到所述待测水样中重 金属元素的荧光强度值；
[0011] (4)取多种不同重金属，分别配制成一系列不同浓度的标准液，并采用金属富集片 对其中的重金属进行富集，然后用XFR检测仪进行检测，得出不同重金属、不同浓度的荧光 强度值，并根据浓度大小绘制该重金属的浓度-荧光强度标准曲线，每种元素对应一条标准 曲线；
[0012] (5)将步骤(3)所得的荧光强度与步骤(4)所得标准溶液的荧光强度进行比对，得 出所述待测水样中的重金属的种类和浓度。
[0013] 可选的，所述金属富集片为树脂片。
[0014] 可选的，所述树脂片采用离子交换树脂，具体为阳离子交换树脂或阴离子交换树 脂。
[0015] 可选的，步骤(4)中所述多种不同重金属为铅、铬、镉、汞、砷、硒、锑、钡。
[0016] 可选的，步骤(4)中所述标准曲线为依据所述标准溶液中重金属浓度由小到大或 由大到小绘制而成。
[0017] 上述的固相萃取与XFR联用的水中重金属检测方法所用的检测装置，依次包括前 处理装置和XFR检测仪，所述前处理装置和XFR检测仪下方设有一移动平台，还包括设置于 所述移动平台上的固相萃取装置，通过移动平台将固相萃取装置输送至前处理装置和XFR 检测仪下方；
[0018] 所述前处理装置内具有用于过滤待测水样中的固体颗粒的过滤器，所述固体萃取 装置上设有用于富集重金属的金属富集片。
[0019] 可选的，所述前处理装置下方还设有注样器，所述前处理装置和注样器上端均设 有进样口，下端均设有出样口，所述前处理装置的出样口与注样器的进样口连通，所述前处 理装置的进样口处设有进样管，所述固相萃取装置包括设置于移动平台上的取样器和取样 器上部放置的金属富集片。
[0020] 可选的，所述取样器上部还设有存储器，用于存储金属富集片，所述XFR检测仪位 于所述前处理装置的右侧，所述存储器位于所述前处理装置的左侧。
[0021] 可选的，所述金属富集片为树脂片。
[0022]可选的，所述树脂片采用离子交换树脂，具体为阳离子交换树脂或阴离子交换树 脂。
[0023]本发明采用的XFR检测仪，使用的是Mo靶或Rh靶或Ag靶X光管，晶体为Ge晶体或Si 晶体，用于提取Mo或Rh或Ag元素的Ka特征X射线。
[0024] 本发明提供的固相萃取与XFR联用的水中重金属检测方法，通过配制一系列不同 浓度的重金属标准溶液，并通过本发明提供的检测方法，对标准溶液中的重金属进行富集 后采用XFR检测仪对其进行检测，得出已知浓度的标准溶液中重金属元素的荧光强度值，并 将该重金属元素的一系列不同浓度的溶液检测得到的不同荧光强度值绘制成标准曲线。上 述重金属标准溶液包括水中普遍含有或可能含有的重金属，具体包括如铅、铬、镉、汞、砷、 硒、锑、钡。然后再采用本发明提供的方法对待测水样进行过滤处理后，将其放置于固相萃 取装置中，使其中的重金属富集于重金属富集片上，然后再采用XFR装置对其进行检测，得 出待测样品中的金属元素荧光强度值，然后将该荧光强度值与标准曲线进行比对，即可得 出待测样品中的重金属元素种类和浓度值。
[0025] 本发明提供的检测装置，通过前处理装置将待测水样中的固体颗粒进行过滤后， 通过移动平台进行移动将固体萃取装置移至前处理装置下方，使过滤后的水样流经金属富 集片，使待测水样中的重金属富集于固体萃取装置中的金属富集片上，然后通过移动平台 的移动将金属富集片送至XFR检测仪下方，进行检测。
[0026] 本发明提供的检测装置，避免了复杂的前处理过程，工艺流程短，设备成本低。且 该装置可同时检测多种重金属元素浓度，检测数据精确。同时，该设备运行稳定，可操作性 强。
[0027] 本发明提供的检测装置，树脂片在工作过程中有三个位置，首先是存储于存储器 中，位于取样器上方，然后随移动平台移动至注样器下方进行萃取和金属的富集，最后，再 将树脂片移动至XFR检测仪下方进行检测。
【附图说明】
[0028] 图1是本发明实施例1提供的一种检测装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029] 实施例1
[0030] 如图1所述的一种检测装置，依次包括用于存储金属富集片的存储器1、前处理装 置和XFR检测装7置，所述XFR检测仪位于所述前处理装置的右侧，所述存储器位于所述前处 理装置的左侧。
[0031] 所述前处理装置和XFR检测仪下方设有一移动平台8和设置于所述平台上的固相 萃取装置，通过移动平台将固相萃取装置输送至前处理装置和XFR检测仪下方;所述前处理 装置内具有用于过滤待测水样中的固体颗粒的过滤器6,所述前处理装置下方还设有注样 器4,所述前处理装置和注样器上端均设有进样口，下端均设有出样口，所述前处理装置的 出样口与注样器的进样口连通，所述前处理装置的进样口处设有进样管5。所述固相萃取装 置包括设置于移动平台上的取样器3和取样器上部放置的金属富集片2。
[0032] 实施例2
[0033] -种固相萃取与XFR联用的水中重金属检测方法，其采用实施例1提供的检测装置 进行，具体步骤如下：
[0034] (1)将待检测水样经前处理装置进行处理，经其中的过滤器6过滤掉其中的固体颗 粒；
[0035] (2)将移动平台8移动，使取样器3位于注样器下方，使过滤后的待测水样流经树脂 片2，使其中的重金属元素富集于固相萃取装置中的树脂片上；
[0036] (3)将移动平台8进行移动，使富集有重金属的树脂片移动至XFR检测仪7下方，并 通过XFR检测仪进行检测，得到所述待测水样中重金属元素的荧光强度值；
[0037] (4)取多种不同重金属，分别配制成一系列不同浓度的标准液，并采用树脂片对其 中的重金属进行富集，然后用XFR检测仪进行检测，得出不同重金属、不同浓度的荧光强度 值，并根据浓度由小到大绘制该重金属的浓度-荧光强度标准曲线，每种元素对应一条标准 曲线；
[0038] (5)将步骤(3)所得的荧光强度与步骤(4)所得标准溶液的荧光强度进行比对，得 出所述待测水样中的重金属的种类和浓度。
[0039] 所述多种不同重金属为铅、铬、镉、汞、砷、硒、锑、钡。
[0040] 实施例1-2中所述金属富集片为树脂片，具体由带有活性基团的离子交换树脂与 成型剂按一定质量比1-2:1的比例混合制成的。所用树脂片的厚度约为4-6mm，直径约为6-8mm，所选树脂为Dowex离子交换树脂。
[0041 ] 试验例
[0042]水样中重金属元素 Hg的具体测试方法及测试结果：
[0043]相关试剂及实验准备
[0044] (I )Hg标准溶液的配制。由Ippm的储备液逐级稀释成浓度为0，0.01，0.02，0.04， 0.1，0.2ppm的标准溶液。
[0045] (2)实施例1提供的检测装置。
[0046] (3)标有标准值和不确定度的Hg待测水样。
[0047]二、样品的测试步骤
[0048]将Hg标准溶液准备好，连接好管路，打开机器，开始进行测试。
[0049] 第一步:打开控制软件，由自动进样管吸入50mL蒸馏水对固相萃取装置进行清洗。
[0050] 第二步:在软件中输入要建立的标准曲线名称及相应的浓度点。测试一系列标准 溶液的Hg元素荧光强度，浓度由低到高测试，每次测完样品后，用50mL蒸馏水冲洗。
[0051] 第三步:采用实施例2提供的检测方法对待测水样中的重金属元素的荧光强度进 行测试。
[0052] 第四步:存储数据，将测试结果与待测水样的浓度范围进行对比。
[0053]表1是通过本发明的装置和方法对Hg待测水样进行测试的结果。从表1中可以看 出，本发明的测试结果准确可靠。
[0054]表1 .Hg待测水样测试结果
[0056]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照签署实施例 对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对所述的实施 例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者 替换。并不是相应技术方案的本质脱离本发明各实施技术方案的精神和范围。
【主权项】
1. 一种固相萃取与XFR联用的水中重金属检测方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 将待检测水样经前处理装置进行处理，过滤掉其中的固体颗粒； (2) 将过滤后的待测水样置于固体萃取装置中，使其中的重金属元素富集于固相萃取 装置中的金属富集片上； (3) 将富集有重金属的金属富集片用XFR检测仪进行检测，得到所述待测水样中重金属 元素的荧光强度值； (4) 取多种不同重金属，分别配制成一系列不同浓度的标准液，并采用金属富集片对其 中的重金属进行富集，然后用XFR检测仪进行检测，得出不同重金属、不同浓度的荧光强度 值，并根据浓度大小绘制该重金属的浓度-荧光强度标准曲线，每种元素对应一条标准曲 线； (5) 将步骤(3)所得的荧光强度与步骤(4)所得标准溶液的荧光强度进行比对，得出所 述待测水样中的重金属的种类和浓度。2. 根据权利要求1所述的一种固相萃取与XFR联用的水中重金属检测方法，其特征在 于，所述金属富集片为树脂片。3. 根据权利要求2所述的一种固相萃取与XFR联用的水中重金属检测方法，其特征在 于，所述树脂片采用离子交换树脂，具体为阳离子交换树脂或阴离子交换树脂。4. 根据权利要求1所述的一种固相萃取与XFR联用的水中重金属检测方法，其特征在 于，步骤(4)中所述多种不同重金属为铅、铬、镉、汞、砷、硒、锑、钡。5. 根据权利要求1所述的一种固相萃取与XFR联用的水中重金属检测方法，其特征在 于，步骤(4)中所述标准曲线为依据所述标准溶液中重金属浓度由小到大或由大到小绘制 而成。6. -种如权利要求1所述的固相萃取与XFR联用的水中重金属检测方法所用的检测装 置，其特征在于，依次包括前处理装置和XFR检测仪，所述前处理装置和XFR检测仪下方设有 一移动平台，还包括设置于所述移动平台上的固相萃取装置，通过移动平台将固相萃取装 置输送至前处理装置和XFR检测仪下方； 所述前处理装置内具有用于过滤待测水样中的固体颗粒的过滤器，所述固体萃取装置 上设有用于富集重金属的金属富集片。7. 根据权利要求6所述的水中重金属检测方法所用的检测装置，其特征在于，所述前处 理装置下方还设有注样器，所述前处理装置和注样器上端均设有进样口，下端均设有出样 口，所述前处理装置的出样口与注样器的进样口连通，所述前处理装置的进样口处设有进 样管，所述固相萃取装置包括设置于移动平台上的取样器和取样器上部放置的金属富集 片。8. 根据权利要求7所述的水中重金属检测方法所用的检测装置，其特征在于，所述取样 器上部还设有存储器，用于存储金属富集片，所述XFR检测仪位于所述前处理装置的右侧， 所述存储器位于所述前处理装置的左侧。9. 根据权利要求6所述的水中重金属检测方法所用的检测装置，其特征在于，所述金属 虽集片为树脂片。10. 根据权利要求9所述的水中重金属检测方法所用的检测装置，其特征在于，所述树 脂片采用离子交换树脂，具体为阳离子交换树脂或阴离子交换树脂。
【文档编号】G01N23/22GK105891245SQ201610244996
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】刘小东, 滕云, 李伯伦, 田世玉
【申请人】北京安科慧生科技有限公司