基于光谱吸收技术土壤中Cr6+快速检测系统开发

摘要

随着我国经济事业的发展,各种环境问题接踵而至。其中重金属污染带给人类的危害尤为抢眼,土壤中的有毒重金属可以通过食物链进入人体,严重影响人类健康,会产生全身疼痛,痴呆,智力下降等后果,种种事件不胜枚举。因此,准确、快速、简便、可大批量检测土壤重金属离子的要求日益加剧。
　　本文运用光谱吸收技术,具体地明确了分光光度法检测铬离子的显色原理,给出了重金属检测传感器的设计思路,然后将传感器的硬件部分分为光学感知模块和信号处理模块两个部分进行分析,分别详细介绍了各模块中的硬件部分、功能原理和用途。最后介绍了软件系统的结构设计,并介绍了相应的功能。大多数对于土壤中重金属离子检测方法,都需要先把重金属离子从土壤中提取出来。由于土壤本身重金属的浓度较低不易于检测,很容易出现误差。文章在土壤分析技术规范的基础上,对土壤前处理设备进行优化设计。建立了半自动化前处理系统的设计思路,为大批量田间土壤采样、检测,提供了理论基础和技术指导。对土壤前处理的条件进行了优化设计,减少了处理时间,提高了处理效率。
　　为了使检测过程能准确、快速地进行。设计了一系列条件试验,选择出最佳的反应条件。其中:1、对铬离子与二苯碳酰二肼络合物进行波段扫描,测定出其最大吸收波长为540nm。2、确定了本实验的酸度控制范围。3、确定了显色时间,尽可能的使测定准确。4、研究了该实验的煮沸时间及反应温度,发现本实验无需煮沸,在室温下进行便可测定,极大的缩短了工作时间。5、确定了显色剂用量。
　　在优化了的测得的条件下,测定出来Cr6+的工作曲线y=0.03471x-0.0032(其中y为吸光度,x为Cr6+浓度单位为μg·mL-1)。Cr6+浓度在0.5.00~10.00μg·mL-1范围内,吸光度读数范围在0.03~0.35之间遵从比尔定律。线性关系较好、线性范围宽,并对干扰离子的影响做出讨论,尽可能的减小了检测过程的干扰因素。证明了光谱吸收技术的可行性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1选题背景和意义

1.2土壤重金属污染及危害

1.3铬的简介

1.4 Cr6+检测国内外研究进展

1.5分光光度法检测Cr6+的优点

1.6Cr6+检测设备的发展趋势

1.7论文的主要研究内容

第二章 检测原理与系统设计

2.2 Cr6+显色反应机理

2.3化学传感器检测Cr6+原理及检测流程

2.4光学模块

2.5 信号处理模块和系统软件结构设计

2.6 系统检测流程

2.7 本章小结

第三章 半自动化土壤前处理系统设计

3.1半自动化土壤前处理系统设计

3.2前处理步骤及其优化设计

3.3土壤前处理条件优化

3.4土壤粒径分布的分析

3.5本章小结

第四章 重金属Cr6+检测实验

4.1土壤消解方法

4.2本实验主要仪器设备与试剂

4.3 最佳反应条件的选择

4.4 分析步骤

4.5 分析指标

4.6干扰因素分析

4.7本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

个人简介

在读期间发表的学术论文与科研成果