[发明专利]一种水体重金属种类及浓度检测的方法

权利要求书

1.一种水体重金属种类及浓度检测的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：根据待测金属种类和浓度，分别配置多种单重金属溶液；

S2：在每一种所述单重金属溶液中均加入微藻藻泥样本；

S3；设置不同浓度和种类的所述单重金属溶液对所述微藻藻泥样本进行不同时间的胁迫；

S4：将胁迫后的微藻溶液进行离心、取上清液、研磨以及干燥处理形成藻膜；

S5：使用傅里叶红外光谱仪采集藻膜的光谱，每个所述藻膜样本采集21条光谱；使用unscramble软件对采集到的光谱进行数据处理，先用相邻平均平滑算法进行窗口数为5的平滑，后对数据进行基线矫正，继续使用unscramble中偏最小二乘法对光谱数据建立分类预测模型，其PLS模型中建模集样本数为14，预测集样本数为7，并将7种浓度标注为“1”、“2”、“3”、“4”、“5”、“6”、“7”；后用主成分分析法对光谱数据进行降维分析；获得待测重金属的最佳胁迫时间和波段；

S6：基于最佳胁迫时间和波段，配制多组重金属混合溶液，并且对微藻藻泥进行最佳时间的胁迫，利用傅里叶红外光谱仪对胁迫后的藻膜进行最佳波段的光谱采集；

S7：利用S6采集的光谱数据作为建模集建立PLS模型，以实际地表水样本光谱数据作为PLS模型的预测集对模型进行检测，判断模型检测的精准度；

所述S2中，加入所述微藻藻泥的所述每一种单重金属溶液的溶液量至少有10ml；微藻藻泥样本的具体制作包括如下步骤：

S21：取稳定生长两个月的斜生栅藻;

S22：使用离心机以6500r/分钟的转速对上述斜生栅藻进行10分钟的离心；

S23：对离心后的斜生栅藻去除上清液，剩余藻泥；

S24：将藻泥分别装入10ml试管中，每支试管装入1g藻泥。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1中，所述待测金属为铅和镍，铅金属溶液的多种浓度分别为：1ng/ml, 10ng/ml, 50ng/ml, 0.1×10³ng/ml, 0.5×10³ng/ml, 1×10³ng/ml和5×10³ng/ml；镍金属溶液的多种浓度分别为：1ng/ml, 10ng/ml, 50ng/ml,0.1×10³ng/ml, 0.5×10³ng/ml, 1×10³ng/ml和3×10³ng/ml。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S3中，设置不同浓度和种类的所述单重金属溶液对所述微藻藻泥样本分别进行6h、12h和18h的胁迫。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S4中，所述离心、研磨和干燥处理程序的具体参数设置中，离心为：离心机以6500转/分钟离心10分钟;研磨为：研磨机以70Hz频率研磨3分钟;干燥为：干燥机以30℃干燥3个小时。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述S5中，所述傅里叶红外光谱仪的参数设置波段为30-680cm^-1，分辨率为4cm^-1；铅和镍的最佳胁迫时间分别为6h和18h，最佳波段为15-18THz。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述S6中，所述多组重金属混合溶液中，铅和镍分别为：50ng/ml和10ng/ml、0.5×10³ng/ml和10ng/ml、50ng/ml和0.1×10³ng/ml、0.5×10³ng/ml和0.1×10³ng/ml。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述S7中，所述PLS模型的阈值设为0.5。