一种水质检测方法
【专利摘要】本发明涉及一种水质检测方法，包括以下步骤：A、向第一容器中加入第一电解液，所述第一容器具有第一电极，所述第一电解液和第一电极均用于富集中间元素，所述中间元素干扰目标元素的检测；向所述第一容器中加入样品；B、富集转移：控制所述第一电极的电势对中间元素进行富集，富集完毕后，将第一容器中的反应液转移至暂存室；暂存室内的反应液转至第二容器；C、所述第二容器具有第二电极，所述第二容器中已加入第二电解液，所述第二电解液和第二电极均用于检测目标元素；控制第二电极电势对目标元素进行检测。本发明具有检测元素多、有效去除干扰等优点。
【专利说明】一种水质检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水质检测方法。
【背景技术】
[0002]电化学检测是水质在线分析仪主要采用的分析方法之一。电化学检测可进行多元素同时分析，既省时又经济，越来越受到业界的关注，也是水质在线分析仪发展的重要趋势之一。而电化学多元素同时检测因一些瓶颈因素，制约其在水质检测领域的应用，主要体现在以下3个方面:
[0003]1、多元素在同一电化学体系中同时检测时，被检测元素之间存在一定的干扰；
[0004]2、有些非目标检测元素与目标检测元素信号相互重叠，当被检测溶液中含有此种元素时，仪表无法准确测量；
[0005]3、某些检测元素需在不同的电化学体系中进行检测，同一电化学体系无法实现一款仪表多元素的检测。
[0006]为了达到一款仪表多元素的检测，可将仪表检测单元模块化，将多个检测单元集成。此种做法只是简单的模块的加和，获得多元素的检测的目的，仍无法解决非检测元素与目标检测元素之间的相互干扰问题，并且成本也大大增加，限制电化学多元素检测在水质在线分析仪上的应用。
【发明内容】
[0007]为了解决现有技术中的上述不足，本发明提供了一种多元素检测、去除干扰的水质检测方法。
[0008]为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案:
[0009]一种水质检测方法，包括以下步骤:
[0010]A、向第一容器中加入第一电解液，所述第一容器具有第一电极，所述第一电解液和第一电极均用于富集中间元素，所述中间元素干扰目标元素的检测；
[0011]向所述第一容器中加入样品；
[0012]B、富集转移:控制所述第一电极的电势对中间元素进行富集，富集完毕后，将第一容器中的反应液转移至暂存室；
[0013]暂存室内的反应液转至第二容器；
[0014]C、所述第二容器具有第二电极，所述第二容器中已加入第二电解液，所述第二电解液和第二电极均用于检测目标元素；
[0015]控制第二电极电势对目标元素进行检测。
[0016]作为优选，在步骤B中，暂存室和第二容器为同一器件，所述第二容器作为暂存室使用，富集完毕后，将第一容器中的反应液转至第二容器。
[0017]进一步，步骤B中还包括溶出步骤:富集转移完毕后，向第一容器中加入清洗液，控制第一电极电势，使富集在第一电极上的中间元素溶出。[0018]进一步，扫描第一电极电势，使中间元素按序溶出。
[0019]进一步，步骤B中还包括排液步骤:在中间元素溶出后将第一容器中的液体排出。
[0020]进一步，富集转移、溶出、排液步骤进行m次后将反应液从暂存室转至所述第二容器；其中，在排液步骤后，将暂存室的反应液转至第一容器后再进行富集转移；所述m为富集转移次数，m为自然数。
[0021]进一步，步骤A中，提供n个第一容器；向第一个第一容器中加入样品；
[0022]步骤B中，则，将第P-1个第一容器中的反应液转至第P个第一容器，在第p个第一容器中进行富集转移，直至在第m个第一容器中富集完毕；再将第m个第一容器中的反应液转移至第二容器；其中，P为整数，且P G [2, m], m<n ;所述m为富集转移次数，m为自然数。
[0023]进一步，述富集转移次数m根据中间元素信息确定。
[0024]进一步，在步骤B中，在富集转移步骤之前，控制所述第一电极对中间元素进行检测，获得中间元素信息。
[0025]进一步，在步骤B中，溶出步骤之后，控制所述第一电极对中间元素进行检测，获得中间元素信息。
[0026]进一步，所述第二容器与所述第一容器为同一器件，所述第一容器作为所述第二容器使用，富集完毕后，进入步骤C。
[0027]本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
[0028]1、通过将中间元素富集去除，可在相同或不同电化学体系中实现多元素检测，避免被检测元素之间的相互干扰。
[0029]2、本发明可提供多个电化学体系，扩充仪表检测元素。
[0030]3、暂存室的引入使得容器与暂存室相结合，使用一个容器即可实现干扰元素的多次去除，提高了仪表抗干扰能力，节省了仪表器件，节省了成本。
【具体实施方式】
[0031]实施例1
[0032]一种水质检测方法，包括以下步骤:
[0033]A、向第一容器中加入第一电解液,所述第一容器具有第一电极，所述第一电解液和第一电极均用于富集中间元素，所述中间元素干扰目标元素的检测；
[0034]向所述第一容器中加入样品；
[0035]B、富集转移:控制所述第一电极的电势对中间元素进行富集，富集完毕后，将第一容器中的反应液转移至暂存室；
[0036]暂存室内的反应液转至第二容器；
[0037]C、所述第二容器具有第二电极，所述第二容器中已加入第二电解液，所述第二电解液和第二电极均用于检测目标元素；
[0038]控制第二电极电势对目标元素进行检测。
[0039]在采用第二容器检测目标元素时，中间元素会对检测结果产生干扰，故在检测过程中，先将中间元素富集去除，再检测目标元素。
[0040]作为优选，在步骤B中，暂存室和第二容器为同一器件。此时，所述第二容器作为暂存室使用。富集完毕后，第一容器中的反应液转至第二容器进行目标元素的检测。
[0041]在对中间元素富集去除时，可以先检测中间元素，获得中间元素信息。
[0042]进一步，中间元素信息可以提示中间元素对目标元素的干扰程度，还可以给目标元素的检测提供参考。
[0043]如若中间元素对目标元素的干扰程度较高，则第一容器的反应液需要进行多次富集去除之后才可以转移至第二容器中进行目标元素的检测。
[0044]若多次富集步骤仍采用步骤A中的第一容器和第一电极，则，先需将完成富集转移的第一电极恢复至工作状态才行，即将富集在第一电极上的中间元素溶出，并将溶有中间元素的液体排出，再将暂存室内的反应液转至第一容器，再次进行富集，依次循环。
[0045]进一步，步骤B中还包括溶出步骤:富集转移完毕后，向第一容器中加入清洗液，控制第一电极电势，使富集在第一电极上的中间元素溶出。
[0046]进一步，使中间元素溶出时，控制第一电极电势使其进行电势扫描，使中间元素按序溶出，可以得到各个元素的含量。
[0047]进一步，使中间元素溶出时，控制第一电极电势至某一水平，使中间元素一次性全部溶出。
[0048]进一步，步骤B中还包括排液步骤:在中间元素溶出后将第一容器中的液体排出。
[0049]进一步，富集转移、溶出、排液步骤进行m次后将反应液从暂存室转至所述第二容器；其中，在排液步骤后，将暂存室的反应液转至第一容器后再进行富集转移；所述m为富集转移次数，m为自然数。
[0050]若多次富集步骤采用步骤A中的第一容器、不采用步骤A中的第一电极，则，可以在第一容器中加入多个第一电极，进行多次富集。
[0051]若多次富集步骤不采用步骤A中的第一容器，则可以不再对第一容器进行溶出和排液步骤，则，
[0052]进一步，步骤A中，提供η个第一容器；向第一个第一容器中加入样品；
[0053]步骤B中，将第ρ-1个第一容器中的反应液转至第P个第一容器，在第P个第一容器中进行富集转移，直至在第m个第一容器中富集完毕；再将第m个第一容器中的反应液转移至第二容器；其中，P为整数，且P e [2，m]，m<n ;所述m为富集转移次数，m为自然数。
[0054]多次富集步骤也可以将设置多个第一容器及将第一容器进行富集转移、溶出、排液步骤结合起来，只要转入第一容器的反应液能够满足要求即可，对其是如何进行多次富集转移的步骤不加限制。
[0055]进一步，所述富集转移次数m根据中间元素信息确定。
[0056]进一步，在步骤B中，在富集转移步骤之前，控制所述第一电极对中间元素进行检测，获得中间元素信息。
[0057]进一步，在步骤B中，溶出步骤之后，控制所述第一电极对中间元素进行检测，获得中间元素信息。
[0058]在富集转移步骤之前，检测中间元素信息，是以初始的中间元素信息为参考，确定中间元素对目标元素的干扰程度，并在此基础上确定对中间元素的富集去除次数。
[0059]在溶出步骤之后，检测中间元素信息，是为了依据本次检测的中间元素的信息，实时判断是否还需要进行下次富集去除步骤，若需要，确定富集转移次数。[0060]进一步，所述第二容器与所述第一容器为同一器件，所述第一容器作为所述第二容器使用，富集完毕后，进入步骤C。
[0061]若中间元素和目标元素采用同一化学体系进行检测，则第一容器也可以作为第二容器使用，此时通过控制不同的电极电势实现中间元素和目标元素的检测；
[0062]若中间元素和目标元素采用不同化学体系进行检测，则第一容器也可以作为第二容器使用，用于检测中间元素和目标元素的电极均设置在第一容器中。
[0063]进一步，检测完毕后，可以通过加入清洗液和/或控制电极电势方式，对第一容器/第二容器进行清洗。清洗步骤为本领域的现有技术，在此不再赘述。
[0064]通过将中间元素富集去除，可在相同或不同电化学体系中实现多元素检测，避免被检测元素之间的相互干扰。
[0065]本发明可提供多个电化学体系，扩充仪表检测元素。
[0066]暂存室的引入使得容器与暂存室相结合，使用一个容器即可实现干扰元素的多次去除，提高了仪表抗干扰能力，节省了仪表器件，节省了成本。
[0067]实施例2
[0068]本实施例是根据实施例1在检测含有铅、镉、铜、锌的样品时的应用例。
[0069]采用玻碳镀汞膜电极对镉、锌进行检测。铜对镉、锌会有干扰，可将铜和铅作为中间元素，镉和锌作为目标元素。
[0070]提供两个具有玻碳镀汞膜电极的容器，容器中加入了电解液乙酸-乙酸钠缓冲液，其中一个作为第一容器，另一个作为第二容器；第一电极和第二电极均为玻碳镀萊膜电极，第一电解液和第二电解液均为乙酸-乙酸钠缓冲液；第一容器用于检测、富集中间元素，第二容器同时作为暂存室使用，用于检测目标元素。
[0071]本应用例的水质检测方法，包括以下步骤:
[0072]A、向第一容器中加入含有铅、镉、铜、锌的样品4ml及第一电解液0.5ml，第一电解液和样品混合均匀；混合步骤为本领域的现有技术，在此不再赘述；
[0073]B、富集转移:
[0074]控制第一电极富集电势为-0.60v，富集时间为60s，对铜和铅进行富集，富集完毕后，将第一容器中的反应液转移至第二容器；
[0075]C、控制第二电极富集电势为-1.30v、静止电位-1.3v，静止时间15s，扫描范围为-1.3?-0.lv，振幅30mv，扫速5mv / s ;获得锌和镉检测信号。
[0076]本实施例施加电势均相对于Ag / AgCl参比电极的电势。
[0077]实施例3
[0078]本应用例的水质检测方法，与实施例2不同的是:
[0079]本实施例仅提供一个具有玻碳镀汞膜电极的容器，容器中加入了电解液乙酸-乙酸钠缓冲液；这个容器在检测、富集中间元素时作为第一容器使用，在检测目标元素时作为第二容器使用，此处省去暂存室，即第一容器中的液体无需转移就在第二容器中。容器设内置两支玻碳镀汞膜电极，其中一支电极为第一电极，另一支电极为第二电极。
[0080]本实施例能够在同一个电解池中采用同一电化学体系实现中间元素和目标元素的富集、检测。
[0081]本应用例的水质检测方法，与实施例2不同的是:[0082]步骤B中，在第二电极上施加恒定保护电势为-0.lv，控制第一电极电势为对铜和铅进行富集，富集完毕后，进入步骤C。
[0083]实施例4
[0084]本应用例的水质检测方法，与实施例2不同的是:
[0085]在步骤B中，富集转移之前，先检测中间元素的信息:
[0086]富集电势为-0.60v，静止电位-0.6v，静止时间10s，扫描范围为-0.6?-0.1，振幅20mv，扫速8mv / s ;获得铜和铅检测信号。
[0087]实施例5
[0088]本应用例的水质检测方法，与实施例4不同的是:
[0089]在步骤B中，还包括溶出步骤:
[0090]富集转移完毕后，向第一容器中加入清洗液HC1，控制第一电极电势为0.lv，使富集在第一电极上的中间元素铜、铅溶出。此时，控制第一电极至某一电势，使所有中间元素能够一次溶出。
[0091]实施例6
[0092]本应用例的水质检测方法，与实施例4不同的是:
[0093]步骤B中，使中间元素按序溶出:
[0094]富集转移完毕后，向第一容器中加入乙酸-乙酸钠缓冲液，控制第一电极电势为在-0.6?0.1v之间从低到高扫描,振幅20mv,扫速8mv / s ;使富集在第一电极上的中间元素铜、铅按序溶出并检测。
[0095]此时，铅先溶出，铜后溶出，通过控制第一电极电势使其进行电势扫描，使中间元素按序溶出，可以得到各个元素的含量。
[0096]实施例7
[0097]本应用例的水质检测方法，与实施例5不同的是:
[0098]步骤B中，还包括排液步骤:
[0099]在中间元素溶出并检测后将第一容器中的液体排出。
[0100]实施例8
[0101]本实施例是根据实施例1在检测含有铅、镉、铜、锌的样品时的应用例。
[0102]本应用例的水质检测方法，与实施例7不同的是:
[0103]第一容器中的反应液转移至暂存室，再从暂存室内转入第二容器。
[0104]实施例9
[0105]本应用例的水质检测方法，与实施例8不同的是:
[0106]在步骤B中，富集转移、溶出、排液步骤进行m次后将反应液从暂存室转至第二容器；其中，在排液步骤后，将暂存室的反应液转至第一容器后再进行富集转移。
[0107]本实施例，m根据经验值确定，m=2o
[0108]实施例10
[0109]本应用例的水质检测方法，与实施例9不同的是:
[0110]仪表检测铅、镉、锌范围为O?200ug / L。
[0111]在步骤B中，每一次溶出步骤之后，控制所述第一电极对中间元素进行检测，获得中间元素信息，所述m根据中间元素信息确定。[0112]本实施例，在第一次溶出步骤之后，检测中间元素信息，若当铜溶出峰小于2uA，则无需进行下一次富集；若当铜溶出峰大于2uA，继续进行下一次富集去除，再检测中间元素信息，直至铜溶出峰小于2uA时，无需再进行下一次富集。
[0113]进一步，也可以根据某一次的中间元素信息，确定剩余的富集转移次数。
[0114]如当某一次检测的中间元素的信息，铜的溶出峰为20uA，则可以得出还需再进行两次富集去除步骤才可以。
[0115]实施例11
[0116]本应用例的水质检测方法，与实施例2不同的是:
[0117]提供多个具有玻碳镀汞膜电极和加入了电解液为乙酸-乙酸钠缓冲液的电解池。将其中一个作为第二容器，将剩余η个作为第一容器。
[0118]在步骤A中，向第一个第一容器中加入样品；
[0119]步骤B中，将第ρ-1个容器中的反应液转至第P个容器，在第P个容器中进行富集转移，直至在第m个第一容器中富集完毕；再将第m个第一容器中的反应液转移至第二容器；其中，P为整数，且P e [2，m]，m〈n。
[0120]其中，m可以根据经验值设定，或根据中间元素信息确定。
[0121]实施例12
[0122]本实施例是根据实施例1在检测含有铜、砷的样品时的应用例。
[0123]采用玻碳镀汞膜电极对铜进行富集或进一步检测，采用金电极对砷进行检测。铜对砷有干扰，故将铜作为中间元素，将砷作为目标元素。
[0124]第一容器中的第一电极为玻碳镀汞膜电极，第一电解液为乙酸-乙酸钠缓冲溶液，第一电解池用于检测、富集铜元素；第二容器中的第二电极为金电极，第二电解液为盐酸肼溶液，第二容器用于检测砷元素。
[0125]本应用例的水质检测方法，与实施例4不同的是:
[0126]步骤A中，仪表检测砷范围为O?IOOug / L,向第一容器中加入含有铜、砷的样品5ml，第一电解液乙酸-乙酸钠缓冲溶液0.8ml ；
[0127]步骤B中，选取玻碳镀汞膜电极富集电势为(-0.3?-1.3v)范围内某一电势进行
富集:
[0128]玻碳汞膜电极富集电势-1.lv，富集时间为60s ;对铜进行富集，富集完毕后，将第一容器中的反应液转移至第二容器；
[0129]步骤C中，控制第二电极富集电势为-0.4v，静止电位-0.4v，静止时间14s，扫描范围为-0.4?0.5v，振幅25mv，扫速6mv / s，获得砷检测信号。
[0130]实施例13
[0131]本应用例的水质检测方法，与实施例12不同的是:
[0132]在步骤B中，根据中间元素铜的信息确定富集转移次数m ;参照实施例8进行多次富集转移、溶出、排液步骤，进行m次后将反应液从暂存室转至第二容器。
[0133]当铜溶出峰为10uA，则m=l ;当铜溶出峰为10?20uA，则m=2，以此类推。
[0134]实施例14
[0135]本实施例是根据实施例1在检测含有汞、铅、镉、锌的样品时的应用例。
[0136]采用玻碳镀汞膜电极对铅、镉、锌进行检测，采用金电极对汞进行检测。铅、镉、锌对汞有干扰，故将铅、镉、锌作为中间元素，将汞作为目标元素。
[0137]本实施例第一容器和第二容器为同一个容器，容器内设置第一电极为玻碳镀汞膜电极，第二电极为金电极，第一电解液为乙酸铵溶液，第二电解液为氯化钾-硝酸溶液。
[0138]本实施例能够实现在同一个容器中采用不同电化学体系实现中间元素和目标元素的富集、检测。
[0139]本应用例的水质检测方法，与实施例2不同的是:
[0140]步骤A中，向容器中加入含有汞、铅、镉、锌的样品8ml ;第一电解液乙酸铵溶液0.9ml ；
[0141]步骤B中，富集转移:
[0142]控制第一电极富集电势为-1.5v进行富集，富集时间为60s，静止电位-1.3v，扫描范围为-1.3?-0.lv，振幅27mv，扫速4mv / s ;获得铅、镉和锌的检测信号；
[0143]步骤C中，控制第二电极富集电势为0.3v，静止电位0.3v，扫描范围为0.3?
0.8v，振幅26mv，扫速7mv / s ;获得汞检测信号。
[0144]上述实施方式不应理解为对本发明保护范围的限制。本发明的关键是:通过将中间元素富集去除，可在相同或不同电化学体系中实现多元素检测，避免被检测元素之间的相互干扰。在不脱离本发明精神的情况下，对本发明做出的任何形式的改变均应落入本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种水质检测方法，包括以下步骤: A、向第一容器中加入第一电解液，所述第一容器具有第一电极，所述第一电解液和第一电极均用于富集中间元素，所述中间元素干扰目标元素的检测； 向所述第一容器中加入样品； B、富集转移:控制所述第一电极的电势对中间元素进行富集，富集完毕后，将第一容器中的反应液转移至暂存室； 暂存室内的反应液转至第二容器； C、所述第二容器具有第二电极，所述第二容器中已加入第二电解液，所述第二电解液和第二电极均用于检测目标元素； 控制第二电极电势对目标元素进行检测。
2.根据权利要求1所述的水质检测方法，其特征在于:在步骤B中，暂存室和第二容器为同一器件，富集完毕后，将第一容器中的反应液转至第二容器。
3.根据权利要求1所述的水质检测方法，其特征在于:步骤B中还包括溶出步骤:富集转移完毕后，向第一容器中加入清洗液，控制第一电极电势，使富集在第一电极上的中间元素溶出。
4.根据权利要求3所述的水质检测方法，其特征在于:扫描第一电极电势，使中间元素按序溶出。
5.根据权利要求3所述的水质检测方法，其特征在于:步骤B中还包括排液步骤:在中间元素溶出后将第一容器中的液体排出。
6.根据权利要求5所述的水质检测方法，其特征在于:富集转移、溶出、排液步骤进行m次后将反应液从暂存室转至所述第二容器；其中，在排液步骤后，将暂存室的反应液转至第一容器后再进行富集转移；所述m为富集转移次数，m为自然数。
7.根据权利要求1所述的水质检测方法，其特征在于:步骤A中，提供η个第一容器；向第一个第一容器中加入样品； 步骤B中，将第ρ-1个第一容器中的反应液转至第P个第一容器，在第P个第一容器中进行富集转移，直至在第m个第一容器中富集完毕；再将第m个第一容器中的反应液转移至第二容器；其中，P为整数，且P e [2，m]，m〈n ;所述m为富集转移次数，m为自然数。
8.根据权利要求6或7所述的水质检测方法，其特征在于:所述富集转移次数m根据中间元素信息确定。
9.根据权利要求1或8所述的水质检测方法，其特征在于:在步骤B中，在富集转移步骤之前，控制所述第一电极对中间元素进行检测，获得中间元素信息。
10.根据权利要求3或8所述的水质检测方法，其特征在于:在步骤B中，溶出步骤之后，控制所述第一电极对中间元素进行检测，获得中间元素信息。
11.根据权利要求1所述的水质检测方法，其特征在于:所述第二容器与所述第一容器为同一器件，富集完毕后，进入步骤C。
【文档编号】G01N27/26GK103713025SQ201310756580
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】褚衍龙, 项光宏, 吕国文, 尚艳丽 申请人:聚光科技(杭州)股份有限公司