[发明专利]一种水中重金属离子在线监测装置与方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护领域，具体涉及一种水中重金属离子在线监测装置与方法。

背景技术

近年来，人类活动导致环境中重金属含量增加，超出环境承受的范围，引起环境的恶化，并对人类的健康构成了威胁。

现阶段，重金属离子主要通过比色法和电化学法进行检测。然而，比色法所使用的显色剂通常含有剧毒，操作具有一定的危险性，威胁操作人员的身体健康；而电化学法所使用的电极(譬如汞电极)容易产生二次污染，降低了检测的准确程度；此外，这两种方法还存在以下共有缺点：

第一、对于多种重金属并存或存在其它污染物的复杂水体，两种方法的识别性均不佳；

第二、这两种方法的操作程序复杂，自动化程度低，需要操作人员接受相应培训；

第三、这两种方法在检测过程中消耗的样品和试剂量都较大，长期监测成本高；

第四、现有监测类设备集成度差、体积大、功耗大，增加了使用成本；

以上问题制约了重金属的在线监测仪器的进一步发展。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种水中重金属离子在线监测装置与方法，本发明不仅不使用毒性药品，而且不会对水体产生二次污染，同时还具有对多种重金属并存以及存在其它污染物的复杂水体具有良好的识别性等优点。

本发明的目的是这样实现的：

一种水中重金属离子在线监测装置，包括缓冲液通道和原水通道；

所述缓冲液通道由缓冲液驱动器从缓冲液储液池中抽取缓冲液，注射到缓冲液电泳毛细管中，在缓冲液电泳毛细管的末端，连接有缓冲液废液池；

所述原水通道由原水第一驱动器从原水储液池中抽取原水，注射到原水电泳毛细管中，由原水第二驱动器从原水储液池中抽取原水，再经过离子印迹毛细管，注射到原水电泳毛细管中，在原水电泳毛细管的末端，连接有原水废液池；

所述缓冲液电泳毛细管与原水电泳毛细管组成十字电泳，按照缓冲液流动方向，依次设置有缓冲液端高压电源和缓冲液废液端高压电源，按照原水流动方向，依次设置有原水端高压电源和原水废液端高压电源；在缓冲液电泳毛细管与原水电泳毛细管的交叉点和缓冲液废液端高压电源之间，设置有检测器。

上述水中重金属离子在线监测装置，

缓冲液驱动器、缓冲液储液池与缓冲液电泳毛细管通过三通换向阀连接，实现缓冲液驱动器从缓冲液储液池中抽取缓冲液，注射到缓冲液电泳毛细管中；

原水第一驱动器、原水储液池与原水电泳毛细管通过三通换向阀连接，实现原水第一驱动器从原水储液池中抽取原水，注射到原水电泳毛细管中；

原水第二驱动器、原水储液池与离子印迹毛细管通过三通换向阀连接，实现原水第二驱动器从原水储液池中抽取原水，再经过离子印迹毛细管，注射到原水电泳毛细管中。

上述水中重金属离子在线监测装置，缓冲液端高压电源与缓冲液电泳毛细管的连接，缓冲液废液端高压电源与缓冲液电泳毛细管的连接，原水端高压电源与原水电泳毛细管的连接，原水废液端高压电源与原水电泳毛细管的连接，均为以下方式：

高压电源通过导线连接设置在三通上的铂电极，所述三通另两个口连接缓冲液电泳毛细管或原水电泳毛细管。

上述水中重金属离子在线监测装置，所述缓冲液电泳毛细管和原水电泳毛细管通过十字通连接。

上述水中重金属离子在线监测装置，还包括洗脱清洗驱动器，洗脱液储液池和清洗液储液池；洗脱清洗驱动器从洗脱液储液池中抽取洗脱液，注射到离子印迹毛细管中，或从清洗液储液池中抽取清洗液，注射到离子印迹毛细管中。

一种在上述水中重金属离子在线监测方法，包括以下步骤：

步骤a、原水第一驱动器从原水储液池中抽取原水，注射到原水电泳毛细管中，在十字电泳的作用下，检测器得到第一张电泳图谱；

步骤b、原水第二驱动器从原水储液池中抽取原水，再经过离子印迹毛细管，注射到原水电泳毛细管中，在十字电泳的作用下，检测器得到第二张电泳图谱；

步骤c、根据步骤a得到的第一张电泳图谱与步骤b得到的第二张电泳图谱的差异，识别特定重金属离子，计算重金属含量。

上述水中重金属离子在线监测方法，还包括步骤d、在第一张电泳图谱中，根据特定重金属离子的电泳图谱峰计算重金属含量。

上述水中重金属离子在线监测方法，还包括以下步骤：

步骤e、洗脱清洗驱动器从洗脱液储液池中抽取洗脱液，注射到离子印迹毛细管中，洗脱离子印迹毛细管中吸附的重金属离子；