[发明专利]一种快速筛查水环境中重金属的方法

说明书

本发明提供一种快速筛查水环境中重金属的方法，将待测水样与碱性条件下的硫胺素溶液混合后，使用荧光光谱仪或荧光分光光度计检测混合液在激发波长为365 nm，发射波长为440 nm的荧光信号，记录荧光强度F，根据荧光强度F值判断待测水样中是否含重金属；本发明克服传统电感耦合等离子体－质谱法（ICP‑MS）和阳极溶出伏安法监测水中重金属污染技术价格昂贵、运维成本高、检测时间长的缺点，利用硫胺素在碱性条件下被某些重金属氧化后荧光信号会发生特征性变化的原理，使用荧光光谱仪或荧光分光光度计实现了水中重金属的快速、低成本筛查及预警。

技术领域

本发明主要涉及水环境重金属监测技术领域，特别是涉及一种快速筛查水环境中重金属的方法。

背景技术

随着我国经济社会发展的不断深入，水污染问题日趋严重。其中，重金属类污染物因其具有长期性、累积性、潜伏性和不可逆性等特点，成为了水污染的重点防治对象。重金属不但会通过径流和淋洗作用污染地表水，还会通过食物链的方式进入人体内，对于重金属的富集人体难以代谢，最终直接或间接危害人体器官的健康，近年来，我国由重金属超标而引发的水污染事件不胜枚举，例如2010年的紫金矿业铜酸水渗漏事件以及2012年的柳江镉污染事件。水中的重金属污染不仅严重威胁生态环境和人民群众身体健康，还给我国带来了极大的经济损失。《水污染防治行动计划》提出要加强“水环境监控预警”，严格“环境风险控制”，即加强污染物泄露的“源头监管”，提高突发水污染事件的应急处置能力，将环境污染扼杀在源头。

目前，在实际的环境监管工作中，针对水中重金属污染的在线监测技术主要为电感耦合等离子体－质谱法（ICP-MS）和阳极溶出伏安法。ICP-MS技术结合了电感耦合等离子体高温电离特性与双重四级杆质谱仪技术特点，可对多种重金属同时进行定性与定量分析，具有检测精度高的优点，但是其存在设备昂贵、预处理过程繁琐、检测时间长、二次污染风险高等缺点；阳极溶出伏安法具有灵敏度较高、选择性较好、可同时分析多种元素等优点，但是其存在重复性差、维护成本高、二次污染风险大等缺点。

上述两种检测方法均存在检测时间长的缺点，当重金属污染事件发生时，环境监管人员往往不能立刻获悉事故的发生，从而使重金属污染态势扩大的风险加剧。此外，高昂的设备成本及运行成本也限制了这两种技术的应用。

重金属检测是一项长期的工作，要求检测手段向更高灵敏度、更高选择性、更方便快捷的方向发展，荧光光谱是一种能够描述荧光强度与激发波长和发射波长变化关系的光谱。荧光技术具有灵敏度高、检测成本低、扫描速度快，预处理过程简单等优点。某些荧光有机物与重金属离子发生氧化还原反应后，其荧光信号会发生特征性的改变。根据特征荧光信号的荧光强度的变化，可以定性、定量地判断水中重金属的污染程度。目前在水环境重金属监测领域还没有将荧光光谱技术应用其中实现水环境重金属监测。

发明内容

本发明为了克服背景技术中的不足提供一种快速筛查水环境中重金属的方法，克服传统电感耦合等离子体－质谱法（ICP-MS）和阳极溶出伏安法监测水中重金属污染技术价格昂贵、运维成本高、检测时间长的缺点，利用硫胺素在碱性条件下被某些重金属氧化后荧光信号会发生特征性变化的原理，使用荧光光谱仪或荧光分光光度计实现了水中重金属的快速、低成本筛查及预警。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种快速筛查水环境中重金属的方法，将待测水样与碱性条件下的硫胺素溶液混合后，使用荧光光谱仪或荧光分光光度计检测混合液在激发波长为365 nm，发射波长为440nm的荧光信号，记录荧光强度F，

混合液在激发波长和发射波长分别为365和440 nm 处的荧光强度F与重金属离子浓度c（μmol/L）满足如下线性正相关关系：

根据荧光强度F值判断待测水样中是否含重金属；

当F值大于等于荧光光谱仪或荧光分光光度计最大量程的3%-8%时，则说明样品中含有污染。