顺序注射-连续光谱测定水质多参数方法研究

针对水质多参数监测仪器的低功耗、微型化、集成化和智能化,研制了一种基于顺序注射分析技术（SIA）和连续光谱检测方法融合的微型测定原位水质多参数检测仪,系统设计的核心在于消解池结构设计且消解池作为检测池,以及微控技术顺序注射平台的原理设计和多参数联合消解测定流程设计。对融合SIA和连续光谱水质多参数原位分析的新方法进行实验研究。设计了基于国标水质检测标准的多参数顺序注射分析检测流程,基于分光光度检测方法,在使用连续光谱扫描测量的条件下,融合顺序注射分析技术对亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮、总磷的含量进行检测。测定消解前,对硝酸盐氮、亚硝酸盐氮进行直接光谱测量,测定消解后对总氮进行光谱检测,显色反应后,对总磷进行光谱检测。在本系统下,以亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总磷和总氮原位水质参数为测定对象,基于连续光谱分析,最小二乘法建立回归模型并绘制各参数的浓度-吸光度标准工作曲线,其拟合优度（即决定系数）≥0.989 9。配制已知亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮、总磷含量的混合溶液,按照上述的多参数检测流程,利用本系统绘制出的标准工作曲线测量4个参数,实验结果表明,实验参数重复性（相对标准偏差）RSD≤3.86%,系统可稳定、高效的分析不同水样中的亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮、总磷含量。基于SIA-连续光谱融合测定原位水质多参数检测方法研究,对于提升在线水质监测仪器的技术性能具有重要作用,微型多参数水质监测仪的研制具有良好的参数扩展前景,适用于多种水质在线监测平台。     

基于Fenton试剂和微型光谱仪实现水质COD和总磷的在线测定

基于Fenton试剂和微型光谱仪,实现了水质化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)和总磷(total phosphorus, TP)的在线测定。该系统结合超声辅助,基于Fenton试剂实现了常温常压下水中有机化合物和有机磷化合物的在线消解。系统基于微型光谱仪实现了可见光光谱探测并采用多波长分光光度法分析光谱数据。结果表明,系统具有测定时间短,低功耗,结构简单和二次污染少的优点。同时,系统测定相对误差小于10%,COD和总磷检测限分别为2和0.008 mg·L-1,灵敏度分别为0.021 3和0.452 6,标准偏差分别为5.6%(15.0 mg·L-1 COD标样)和5.8%(0.010 mg·L-1 总磷标样)。实际水样测定结果与国家标准分析方法比较无显著差异。     

基于Fenton试剂和微型光谱仪实现水质COD和总磷的在线测定（英文）

基于Fenton试剂和微型光谱仪,实现了水质化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)和总磷(total phosphorus,TP)的在线测定。该系统结合超声辅助,基于Fenton试剂实现了常温常压下水中有机化合物和有机磷化合物的在线消解。系统基于微型光谱仪实现了可见光光谱探测并采用多波长分光光度法分析光谱数据。结果表明,系统具有测定时间短,低功耗,结构简单和二次污染少的优点。同时,系统测定相对误差小于10%,COD和总磷检测限分别为2和0.008mg·L~(-1),灵敏度分别为0.021 3和0.452 6,标准偏差分别为5.6%(15.0mg·L~(-1) COD标样)和5.8%(0.010mg·L~(-1)总磷标样)。实际水样测定结果与国家标准分析方法比较无显著差异。     

总磷在线检测技术的探索

水中磷的含量是水质检测中的一个重要指标,目前还没有一种准确、快速、环保、便捷的总磷在线检测技术。因此,许多科技工作者为了实现这个目标从各个技术领域展开研究,并且取得了一定的成果,推动了总磷在线检测技术的发展。结合国内外总磷检测技术中的流动注射分光光度法、离子色谱法、化学传感器、近红外光谱、电感耦合等离子体-原子发射光谱法等总磷检测技术的优缺点和发展状况,对总磷在线检测技术进行了简要的介绍和探讨。     

基于超声-ORP原理的快速COD检测法研究

针对传统水质化学需氧量(COD)在线检测方法检测稳定性差、易受环境影响等缺陷,为提高水质COD在线检测效率和稳定性,本文基于超声化学原理和氧化还原电位法(ORP),提出一种在超声波辅助消解(UASD)作用下基于ORP法的COD检测方法：UASD-ORP法。通过超声波辐照下空化气泡微射流的加强传质、表面自由基活化等特效作用消解待测水样,结合ORP监测溶液的宏观氧化-还原性,保证COD检测中后续滴定过程的准确性、稳定性。实验表明,经该方法检测标准邻苯二甲酸氢钾(KHP)溶液的COD值同国标法测得的COD值非常接近,相对误差在-6.0%~-3.0%之间;对污水样品实地测试中,该方法测得的COD值与标准方法测得的COD值的准确度在-10%~-1.5%之间。应用UASD-ORP法完成COD检测周期在15min~20min,且测量值重复性≤3%。实验验证了该方法具有可行性,可以用于开发在线检测技术。     

基于连续光谱分析的在线水质检测信号处理研究

在线光谱水质检测仪器是现代水资源环境监测技术的重要发展方向之一,具有多参数监测和准确度高、重复性好的技术优势,然在线被测水样的光谱信号处理是其关键核心技术,为此,基于连续光谱分析,建立了在线被测水样光谱测量信号的数学模型,提出了基于双波长光强比值不变性的光谱测量信号系统误差处理方法,并结合小波多分辨率滤波噪声处理技术,系统研究了基于在线被测水质参数光谱特征的背景干扰处理方法。以上信号处理方法应用于自主研制的多参数光谱水质监测仪器,在线检测标准环境水样及实际环境水样中的化学需氧量、六价铬和阴离子表面活性剂等水质参数,并与国家标准分析方法展开了现场对比测试,仪器的关键参数重复性(相对标准偏差RSD≤10%)与准确度(实际水样比对试验相对误差A≤10%)均达到并优于国家环境保护技术标准要求,表明该信号处理方法能够有效消除在线水质检测光谱测量信号的系统误差及噪声与背景干扰,对于提升光谱水质监测仪器的技术性能具有重要的作用。     

阳极氧化制备TiO2纳米管及总磷的光电催化消解（英文）

总磷是检测水体富营养化的重要指标,因此研究其消解具有重要的意义。总磷的消解方法有很多,例如传统的高温消解、微波消解、紫外消解、电催化消解、光催化消解等,但是既高效又简易洁净的消解方法仍在不断的研究中。研究了一种基于光电催化的总磷的消解方法,通过在二氧化钛工作电极和对电极之间外加适当的电压来减少电子-空穴对的复合。介绍了用于总磷的光电催化消解中的光催化剂的二氧化钛纳米管的阳极氧化法制备、特性表征及其用于总磷的光电催化消解。阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管具有较好的催化活性。将其用于总磷的光电催化消解实验,当2V电压协助光催化消解2h后,消解率达到65.4%,较光催化高了20.7%,较电催化高了61.3%。实验结果表明,与光催化消解、电催化消解方法相比,通过在工作电极和对电极之间添加适当的外加电压的光电催化消解方法可以有效地提高总磷的消解率。     

阳极氧化制备TiO_2纳米管及总磷的光电催化消解（英文）北大核心CSCD

总磷是检测水体富营养化的重要指标,因此研究其消解具有重要的意义。总磷的消解方法有很多,例如传统的高温消解、微波消解、紫外消解、电催化消解、光催化消解等,但是既高效又简易洁净的消解方法仍在不断的研究中。研究了一种基于光电催化的总磷的消解方法,通过在二氧化钛工作电极和对电极之间外加适当的电压来减少电子-空穴对的复合。介绍了用于总磷的光电催化消解中的光催化剂的二氧化钛纳米管的阳极氧化法制备、特性表征及其用于总磷的光电催化消解。阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管具有较好的催化活性。将其用于总磷的光电催化消解实验,当2V电压协助光催化消解2h后,消解率达到65.4%,较光催化高了20.7%,较电催化高了61.3%。实验结果表明,与光催化消解、电催化消解方法相比,通过在工作电极和对电极之间添加适当的外加电压的光电催化消解方法可以有效地提高总磷的消解率。     

阳极氧化制备TiO_2纳米管及总磷的光电催化消解（英文）

总磷是检测水体富营养化的重要指标,因此研究其消解具有重要的意义。总磷的消解方法有很多,例如传统的高温消解、微波消解、紫外消解、电催化消解、光催化消解等,但是既高效又简易洁净的消解方法仍在不断的研究中。研究了一种基于光电催化的总磷的消解方法,通过在二氧化钛工作电极和对电极之间外加适当的电压来减少电子-空穴对的复合。介绍了用于总磷的光电催化消解中的光催化剂的二氧化钛纳米管的阳极氧化法制备、特性表征及其用于总磷的光电催化消解。阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管具有较好的催化活性。将其用于总磷的光电催化消解实验,当2V电压协助光催化消解2h后,消解率达到65.4%,较光催化高了20.7%,较电催化高了61.3%。实验结果表明,与光催化消解、电催化消解方法相比,通过在工作电极和对电极之间添加适当的外加电压的光电催化消解方法可以有效地提高总磷的消解率。     

微波消解-ICP-AES测定锰铁中的磷

建立了微波消解样品,ICP-AES光谱仪测定锰铁中磷含量的方法.通过实验确定了微波消解试样及分析的各种参数,实验结果通过与国家标准物质比对,取得了满意的效果.线性相关系数＞0.9990,检出限为0.0030％.分析方法准确快速,试剂用量少,适用于低碳、中碳及高碳锰铁中磷的测定.     

超声波辅助浸提-冷原子吸收光谱法测定化妆品中的汞

建立了超声波辅助浸提-冷原子吸收光谱法测定化妆品中汞的方法,对样品前处理方法、样品取样量、盐酸羟胺、正辛醇及其他共存金属离子等影响因素进行了研究。该方法汞的检出限为0.012μg,加标回收率为87.5%—98.3%,该方法与国标方法对照,缩短了样品前处理时间且结果无显著性差异,为化妆品中汞的检测与质量控制提供了一种快速、准确的分析方法。     

应用ICP-MS测定石脑油中硅的方法研究

采用优化的微波消解条件进行石脑油样品处理,应用ICP-MS对石脑油中硅含量分析方法进行了探索研究.方法的检出限为0.007μg/mL,相对标准偏差≤3.56%,样品加标回收率在92.7%-106.3%之间.该方法简便、快速,准确度高,适用于批量轻质石油样品中硅的检测需求.     

氢化物发生-原子荧光光谱法同时测定生物体中的Hg和As

建立氢化物发生-原子荧光光谱法同时测定生物体中Hg和As的方法,在最佳的实验条件下,经过平板加热和微波消解样品多次实验比较,常压消解法和微波消解法对标准样品分析的结果均符合要求;其中常压消解法Hg、As的相对标准偏差分别为6.2％和4.0％;微波消解法Hg、As的相对标准偏差分别为4.6％和3.4％.两种方法都能满足海洋生物体中Hg和As含量的测定要求,具有分析速度快、操作简便、检验效率高等特点.     

连续流动分析法测定土壤中的有效磷

为了提高土壤中有效磷的检测效率和方法的稳定性,研究了现代仪器分析方法-连续流动法测定土壤中有效磷的含量,对连续流动法与农业部标准方法NY/T 148-1990《石灰性土壤有效磷测定方法》、NY/T 1121.7-2006《酸性土壤有效磷的测定》的测定结果进行配对两处理t检验,结果表明：连续流动法与标准方法检测的结果不存在系统误差,样品测定的相对标准偏差均小于10％,连续流动法测定值的相对标准偏差较标准方法略小.同时,用连续流动法对土壤标准样品GBW 07413-GBW 07414（碱法）、GBW07416-GBW 07417（酸法）进行有效磷的测定,测定值与标准值相吻合.     

Determination of Toxic Elements in Muscle Tissues of Five Fish Species Using Ultrasound‐Assisted Pseudodigestion by Electrothermal Atomic Absorption Spectrophotometry: Optimization Study

A simple and rapid method is described for the determination of As, Cd, and Pb in muscle tissue of five freshwater fish species by ultrasound‐assisted pseudodigestion (USD). A Plackett‐Burman experimental design was used as a multivariate strategy for the evaluation of the effects of varying several variables at once. The variables such as sonication time (ST), sample mass of muscle tissues (SM), temperature of ultrasonic bath (T), nitric acid (A1), and mixture of acid and oxidant (A2) have been studied. From these studies, some variables showed significant effect on % recovery, and they were further optimized by a 2³+star central composite design, which involved 16 experiments. Optimum values of the variables were selected for the development of USD to determine the contents of As, Cd, and Pb in muscle tissue of five fish species, used as bioindicators for Lake Manchar (Sindh, Pakistan) to know whether consumption of these fishes threatens human health. The determination of three toxic elements under study was carried out by electrothermal atomic absorption spectrometry (ETAAS). The accuracy of the optimized procedure was evaluated by analysis of certified reference materials DORM‐2 (Dogfish Muscle Certified Reference Material for Trace Elements) and by comparison with conventional wet acid digestion methodology. No significant differences were observed for p=0.05 when comparing the values obtained by the proposed USD method and conventional digestion method (CDM) (paired t‐test). The average relative standard deviation of the USD method varied between 4.05%, 7.53%, and 4.55% for As, Cd, and Pb, respectively (n=10).     

基于连续光谱法联合测定NH3-N、COD方法研究

针对地表水中Ⅰ—Ⅴ类水域、地下水、工业废水对氨氮及化学需氧量准确快速联合测定的需求,融合光谱分析法中的连续光谱法与顺序注射技术（SIA）,基于地表水国家检测标准,以氨态氮（NH₃-N）、化学需氧量（COD）原位水质参数为检测对象,设计了一种小型微量原位水质NH₃-N、COD高效快速检测仪。该系统主要依据自主设计的基于紫外灯照射消解与加热密闭消解方法同时进行的消解池结构以及基于光谱扫描设计的的检测池结构,达到快速消解稳定检测的目的。同时系统基于分光光度法优化了检测流程,测定开始COD消解的同时,待检测池中的NH₃-N指数显色后的配位化合物进行光谱扫描测定,消解后,进行COD的测定,整个检测过程相比国标检测法缩短至少60 min,可以实现25min内自动完成NH₃-N及COD的测定,大大节约时间成本。绘制经光谱扫描显色反应后配位化合物的吸光度与连续波长曲线可得：NH₃-N、COD分别于690和445 nm处具有明显吸收峰,经读取峰的吸光度值,采用最小二乘法分别建立NH₃-N、COD回归建模,拟合回归方程并计算相关系数,绘制相应参数的吸光度-浓度工作曲线。实验结果表明：在0~2 mg·L-1浓度范围内,NH₃-N标准工作曲线相关系数r≥0.998 7,且浓度与吸光度成正相关。重复性相对标准偏差为1.36%~1.68%,加标回收率为97%~102%;在0~50 mg·L-1浓度范围内,COD标准工作曲线相关系数r≥0.997 8,浓度与吸光度呈负相关。重复性相对标准偏差为2.14%~2.48%,加标回收率为97.6%~102.95%。系统的测定结果准确、直线性与稳定性良好,具有较高的可行性与可靠性。基于SIA与连续光谱法联合测定NH₃-N、COD的方法研究,为拓宽光谱法在水质快速检测领域的应用、提高检测效率等方面的研究具有重大价值。     

微波消解-FAAS法测定大鼠肝脏中的微量元素

研究了采用微波消解样品,利用火焰原子吸收分光光度法(FAAS)测定了大鼠肝脏中的钙、锌、铜、镁、铁。考察了微波消解条件对分析结果的影响,同时选择了火焰原子吸收分光光度法测定的最佳条件。实验结果表明,与传统的湿法消解样品相比,该方法操作简便、快速、样品消解完全,空白值低,选择性好,准确度和精确度都能满足分析要求。利用该法对大鼠肝脏中的微量元素进行了分析,测定结果令人满意。方法回收率在96%～103%,相对标准偏差为1.0%～2.6%。     

微波消解ICP-AES法检测动物毛被中微量元素的方法研究

针对动物毛被样品的复杂基质,对样品的预处理方法进行了专门研究,利用民用微波炉代替专业微波反应器,采用微波加热技术,利用试剂的不同特点,分别对试剂硝酸、过氧化氢、盐酸和水的配比及试液体积进行试验,对不同的反应功率和反应进行所需的时间都进行了条件试验的研究,优化实验条件,确定选择HNO₃-H₂O₂-HCl-H₂O酸溶体系,四种试剂配比为8∶1∶1∶5,输出功率360 W条件下加热5 min,进行试样密闭消解处理动物毛被样品,采用标准溶液基体匹配法消除动物毛被样品复杂的基体干扰,利用电感耦合等离子体原子发射光谱分析技术,同时检测１８个动物毛被样品的常量和微量元素。该方法经国家人发标准物质GBW07601验证,测得方法相对误差在0.83%～9.59%之间,相对标准偏差在0.81%～5.20%之间,该方法的检出限、精密度和准确度各项检测指标在动物毛被实际样品分析中得到验证,均能满足生物样品检测要求。