本发明涉及水质监测技术领域，尤其涉及一种海水微量重金属云检测方法。
背景技术：
随着科技的发展，海洋污染监测日益备受重视，海水的重金属对环境的污染十分严重，且治理十分困难，如何开展海洋的信息共享，建立海洋经济、环境、污染监测和治理为一体的网络服务方法，对于提高我国的海洋可持续发展具有重大的意义。
目前现有的重金属监测技术基本都在实验室进行，对环境的要求很高，虽然可以实现重金属的检测，但是价格昂贵、体积大、功耗大、结构复杂，需要较长的分析时间、复杂分析步骤，对使用环境的要求比较高，无法解决自动取样及样品在线前处理的技术难题，无法实现海水的实时在线监测。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
技术实现要素：
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种海水微量重金属云检测方法，其可以对海水可溶性重金属离子cd2+、cu2+、zn2+、ni2+浓度进行岸基或船载监测，同时该方法光、水、电等部分分开设计，最后集成，稳定实用。
为了实现上述目的，本发明提供一种海水微量重金属云检测方法，包括以下步骤：
a、测绘标准曲线，正交集中设定微量元素浓点，干扰集设计中用试管配置金属离子使用液，且对其进行定容；
b、利用光路系统对试管中的金属离子使用液添加缓冲溶液和显色剂进行混匀；
c、将b步骤中的液体分别泵入测定池内，利用水样预处理系统及微流控系统、测量及数据处理系统进行吸光度测量和分析；
d、用朗伯-比尔定律和pls偏最小二乘算法计算各金属离子的吸光度拟合。
根据本发明的海水微量重金属云检测方法，所述正交集中微量元素包括zn2+、cu2+、cd2+和ni2+，所述zn2+离子浓度取5、10、15、20、25ug/100ml等浓度点，所述cu2+离子取样2、4、6、8、10ug/100ml等浓度点，所述cd2+离子取样1、2、4、6、8ug/100ml等浓度点，所述ni2+取样1、2、4、6、8ug/100ml等浓度点。
根据本发明的海水微量重金属云检测方法，所述干扰离子测定选择pb2+、fe2+、mn2+和hg2+4种金属离子，各离子浓度点选择如下，pb2+：0.5、1、1.5、2、2.5ug/100ml；fe2+：5、10、15、20、25ug/100ml；mn2+：1、2、3、4、5ug/100ml；hg2+：0.5、1、1.5、2、2.5ug/100ml。
根据本发明的海水微量重金属云检测方法，所述光路系统包括光源、50um孔径多模光纤、流动比色皿和闪耀光栅；水样预处理及微流控系统包括水样预处理单元、显色剂、缓冲剂、蠕动泵、混样器和样品显色池；测量及数据处理系统包括微处理器及控制单元和线阵ccd传感器。
根据本发明的海水微量重金属云检测方法，所述显色剂采用双硫腙改良水溶性显色剂，所述微处理器内设有微孔滤膜和硝化剂。
根据本发明的海水微量重金属云检测方法，所述蠕动泵为高精度蠕动泵，且转速为9转/分，通过太阳能电池板和蓄电池提供电流，所述电流为12v直电流。
根据本发明的海水微量重金属云检测方法，所述显色剂、缓冲剂和待测海水的比例为5:2:1。
根据本发明的海水微量重金属云检测方法，所述测定池为1cm光程、所述流动比色皿为2ml容积，所述样品显色池为20ml石英容器。
根据本发明的海水微量重金属云检测方法，所述光源为荷兰avantes卤素光源，且通过太阳能电池板和蓄电池提供电流，所述电流为12v直电流。
本发明提供了一种海水微量重金属云检测方法，包括以下步骤：
a、测绘标准曲线，正交集中设定微量元素浓点，干扰集设计中用试管配置金属离子使用液，且对其进行定容；
b、利用光路系统对试管中的金属离子使用液添加缓冲溶液和显色剂进行混匀；
c、将b步骤中的液体分别泵入测定池内，利用水样预处理系统及微流控系统、测量及数据处理系统进行吸光度测量和分析；
d、用朗伯-比尔定律和pls偏最小二乘算法计算各金属离子的吸光度拟合。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的海水重金属实时监测系统可对近岸海水可溶性重金属离子cd2+、cu2+、zn2+、ni2+浓度进行实时在线监测；
(2)本发明的海水重金属实时监测系统光、水、电等部分分开设计，使用闪耀光栅将光谱分散，实现重金属浓度的光谱变化的分析和测试。
附图说明
图1是本发明的系统原理示意图；
图2是本发明光源输出的宽谱光谱图；
图3是本发明cd2+、cu2+、zn2+、ni2+的吸光光谱图；
在图中，1-蠕动泵，2-混样器，3-流动比色皿，4-50um孔径多模光纤，5-线阵ccd传感器，6-微处理器，7-光源，8-闪耀光栅，9-显色剂，10-缓冲剂，11-废液池，12-待测样品。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，本发明提供了一种海水微量重金属云检测方法，包括以下步骤：
a、测绘标准曲线，正交集中设定微量元素浓点，干扰集设计中用试管配置金属离子使用液，且对其进行定容；
b、利用光路系统对试管中的金属离子使用液添加缓冲溶液和显色剂进行混匀；
c、将b步骤中的液体分别泵入测定池内，利用水样预处理系统及微流控系统、测量及数据处理系统进行吸光度测量和分析；
d、用朗伯-比尔定律和pls偏最小二乘算法计算各金属离子的吸光度拟合
优选的是，本发明的光路系统包括光源、50um孔径多模光纤、流动比色皿和闪耀光栅；水样预处理及微流控系统包括水样预处理单元、显色剂、缓冲剂、蠕动泵、混样器和样品显色池；测量及数据处理系统包括微处理器及控制单元和线阵ccd传感器，所述光源为宽谱光谱，如图2所示，可以对海水样品进行更准确的检测。
另外，本发明的显色剂采用双硫腙改良水溶性显色剂，所述微处理器内设有微孔滤膜和硝化剂，使用双硫腙改良水溶性显色剂，不需萃取，在水样中直接测定四种金属离子的含量，降低了测定时间，增强了测定效果。
进一步的，本发明的蠕动泵为高精度蠕动泵，且转速为9转/分，通过太阳能电池板和蓄电池提供电流，所述电流为12v直电流，能够对待测样品、显色剂和缓冲剂进行更好的流动控制，使其能够按照一定比例进行混合测验。
更好的，本发明的显色剂、缓冲剂和待测海水的比例为5:2:1，对待测海水进行充分混合后，能够增强对待测海水的检测效果，保证检测质量。
实施例1
一、测绘标准曲线：
第一步：正交集设计中，zn2+离子浓度取5、10、15、20、25ug/100ml等浓度点，cu2+离子取样2、4、6、8、10ug/100ml等浓度点，cd2+离子取样1、2、4、6、8ug/100ml等浓度点，ni2+取样1、2、4、6、8ug/100ml等浓度点如下表；
干扰离子测定选择pb2+、fe2+、mn2+、hg2+4种金属离子，各离子浓度点选择如下，pb2+：0.5、1、1.5、2、2.5ug/100ml；fe2+：5、10、15、20、25ug/100ml；mn2+：1、2、3、4、5ug/100ml；hg2+：0.5、1、1.5、2、2.5ug/100ml。干扰集对应校正集编号列浓度设置如下表：
取25支25ml试管，配置正交集要求浓度含量的4种金属离子使用溶液，用去离子水定容至10ml；
第二步：分别移入2.0ml缓冲剂，混匀；
第三步：分别加入1.0ml显色剂，混匀；
第四步：将25支不同浓度金属溶液分别泵入测定池进行吸光度测量，测得数据如下：
第五步：用pls偏最小二乘算法计算各金属离子的吸光度拟合多项式如下：
y1＝8.2247×10-3x1+1.8468×10-2x2+1.6607×10-2x3+1.2816×10-2x4-3.3386×10-2
y2＝7.6236×10-3x1+1.9002×10-2x2+2.2833×10-2x3+1.6061×10-2x4-3.3177×10-2
y3＝7.6823×10-3x1+1.6125×10-2x2+1.9285×10-2x3+2.2884×10-2x4-2.5522×10-2
y4＝5.4166×10-3x1+6.3901×10-3x2+9.0671×10-3x3+2.9783×10-2x4-3.7677×10-2
式中，x1、x2、x3、x4分别代表cd2+、cu2+、zn2+、ni2+浓度。y1，y2，y3，y4分别代表四种金属离子在575、605、620、650nm光谱处的总吸光度值，如图3所示。
三、现场测试：
(1)测试衬底校准溶液(去金属离子水+缓冲剂+显色剂)的吸光度；
(2)海水样品测试：
本实施例中，选取海岸线以内80米处海水水体中可溶性重金属cd2+、cu2+、zn2+、ni2+的浓度。
根据本系统的要求进行测试，测试由微处理器进行全自动控制，实现四种重金属离子的实时测试。
(3)结果分析：
5次测量cd2+、cu2+、zn2+、ni2+浓度平均值分别为22.2ug/l、41.6ug/l、164.2ug/l、33.9ug/l。同时用电感耦合等离子体光谱仪(icp-oes)测定同一地点取样海水样品，测得cd2+、cu2+、zn2+、ni2+浓度分别为19.7ug/l、49.8ug/l、183.6ug/l、27.7ug/l，仪器测定结果与icp-oes结果吻合。
综上所述，本发明提供了一种海水微量重金属云检测方法，包括以下步骤：
a、测绘标准曲线，正交集中设定微量元素浓点，干扰集设计中用试管配置金属离子使用液，且对其进行定容；
b、利用光路系统对试管中的金属离子使用液添加缓冲溶液和显色剂进行混匀；
c、将b步骤中的液体分别泵入测定池内，利用水样预处理系统及微流控系统、测量及数据处理系统进行吸光度测量和分析；
d、用朗伯-比尔定律和pls偏最小二乘算法计算各金属离子的吸光度拟合。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的海水重金属实时监测系统可对近岸海水可溶性重金属离子cd2+、cu2+、zn2+、ni2+浓度进行实时在线监测；
(2)本发明的海水重金属实时监测系统光、水、电等部分分开设计，使用闪耀光栅将光谱分散，实现重金属浓度的光谱变化的分析和测试。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。