[发明专利]一种快速定量检测六价铬离子含量的方法

说明书

本发明属于六价铬离子检测领域，涉及快速定量检测六价铬离子含量的方法，包括：(1)将六价铬离子标准水样显色后装入比色皿，再置于盒体外部为黑色且内部为白色的玻璃盒中进行图像拍摄，对所得图像进行红绿蓝三个通道色彩强度识别，根据公式log(G₀/G')计算绿色通道吸光度值A_G，以A_G作为纵坐标并以六价铬离子浓度作为横坐标构建标准曲线；(2)对待检测六价铬离子水样的试样显色图像进行红绿蓝三个通道色彩强度识别，根据其绿色通道吸光度值A_Gi以及标准曲线计算试样中六价铬离子的含量。本发明提供的检测方法不仅能够很好地排除基质干扰，稳定性和精密度均非常高，而且整个识别检测过程具有操作简便、快速实时、成本低的优点。

技术领域

本发明属于六价铬离子检测领域，具体涉及快速定量检测六价铬离子含量的方法。

背景技术

六价铬化合物在电镀、制革、冶炼等工业领域应用广泛，相关工业生产活动中产生大量含铬工业废水，其中六价铬离子可通过废水的形式进入环境。六价铬离子难以被光解、水解和生物降解，具有强氧化性和剧毒性，因此，六价铬离子以废水形式进入环境中可直接损害水体环境，对人体健康造成极大威胁。

目前六价铬离子的检测方法主要包括可见光分光光度法、原子吸收光谱法、离子色谱法、高效液相色谱法和电感耦合等离子体光谱/质谱法。然而，上述方法必须在专业实验室中进行，操作过程耗时繁琐、使用试剂毒性较大，花费较高。因此，开发能在一般实验室甚至在野外现场实时定量测量设备和方法是测定六价铬离子的一个发展方向，对六价铬离子的环境治理具有重要意义。

解决六价铬离子检测中前处理复杂、专业技能和仪器设备要求高的途径，是开发操作简便、性能稳定的可在采样现场快速完成的检测方法。基于颜色识别的图像比色法是一种新式的比色分析方法，主要通过数码拍摄设备对检测区拍照，然后对其颜色进行识别分析，推断样品浓度和颜色参数之间的关系，从而达到对待测样品定量检测的目的。开发基于颜色识别的六价铬离子快速定量检测方法，可实现对水样中六价铬离子的快速便捷检测，解决目前六价铬离子检测耗时、不便利的缺点，具有显著的现实意义。然而，目前针对六价铬离子的图像比色法通常是以试纸作为显色载体，并且在后续数据处理过程中通常以R/G值构建标准曲线。然而，这种试纸需要采用特殊工艺制备得到，制作过程繁琐，并且试纸容易被氧化而失效，影响显色能力，造成结果不准确。

发明内容

本发明的目的是为了克服采用现有的基于颜色识别的图像比色法对铬离子含量进行检测时存在操作繁琐耗时且试纸容易被氧化失效从而导致测试结果不准确的缺陷，而提供一种新的快速定量检测六价铬离子含量的方法。

六价铬离子在酸性溶液中能够与二苯碳酰二肼反应生成紫红色化合物，其色度与六价铬离子的浓度成正比。利用摄像头拍照，并识别读取紫红色溶液的颜色，最后将其转换为六价铬离子的浓度。当采用试纸图像比色法测定六价铬离子含量时，需要在摄像室内部涂黑色吸光涂层，这样可以在打光时避免发生光反射而影响拍摄结果。本发明的发明人经过深入研究之后发现，在摄像室内部涂黑色吸光涂层适用于试纸图像比色法，但是却不适用于溶液图像比色法，并且图像的拍摄方式与标准曲线的构建方式是一脉相承的，针对试纸图像比色法适用的以R/G值构建标准曲线对于溶液图像比色法并不适用，当使用溶液图像比色法时，倘若采用内部涂黑色吸光涂层的摄像室进行图像拍摄并以R/G值构建标准曲线，所得拟合相关系数很低，检测结果不准确。本发明的发明人经过深入研究之后还发现，当使用溶液图像比色法对铬离子浓度进行检测时，将盛有显色标样/试样的比色皿置于盒体外部为黑色且内部为白色的玻璃盒中进行图像拍摄虽然存在一定的光线反射，但是却恰好能够将显色溶液中的紫红色化合物更清楚真实地呈现出来，针对以这种方式获得的显色图像，以绿色通道吸光度值log(G₀/G')对六价铬离子浓度构建标准曲线，拟合相关系数非常高，并且这种检测方法能够很好地排除基质干扰，稳定性和精密度均非常高。基于此，完成了本发明。

具体地，本发明提供了一种快速定量检测六价铬离子含量的方法，包括以下步骤：