專利名稱：一種選擇性定量采集、測量水環(huán)境中鉻(vi)的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于環(huán)境監(jiān)測領域，特別涉及一種選擇性定量采集、測量水環(huán)境中鉻(VI)的方法。
背景技術：
自然環(huán)境中，鉻的常見形態(tài)為鉻(III)和鉻(VI)，由于價態(tài)不同導致鉻(III)和鉻(VI)的地球化學性質、生物化學性質、毒性水平均有顯著差異。鉻(VI)以陰離子形態(tài)存在，具有較高的活性，且其溶解度大，對植物和動物均有很大危害，接觸皮膚后有致癌的作用，并發(fā)生變態(tài)反應。而鉻(III)卻是人體必需微量元素之一，其活性差，動植物對鉻(III)的吸收率很低，在人體內部，鉻(III)與b-球蛋白絡合，是球蛋白正常新陳代謝不可缺少的元素，一旦人體內缺乏鉻(III)容易誘發(fā)心血管疾病。因此，只檢測污染物中的鉻總量，不足以說明污染物對環(huán)境及動植物造成的危害程度，科學的評價鉻對環(huán)境的影響，必需進行化學形態(tài)分析，特別是要準確測量毒性極強的鉻(VI)的含量。目前，鉻(VI)的測量方法主要包括分光光度法、原子光譜法、質譜法、電化學分析法、薄膜平衡擴散技術。分光光度法、原子光譜法、質譜法都不是原位采樣，而是現(xiàn)場采樣后，將采集水樣送回實驗室分析測量。由于采集水樣中鉻的化學形態(tài)處于動態(tài)平衡，隨著水體PH的變化以及其它組分的存在，采集水樣在儲存和處理期間會發(fā)生物理、化學以及生物方面的變化，難以準確分析鉻(VI)的含量。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，環(huán)境標準不斷提高，水環(huán)境中鉻(VI)需要富集才能被檢測出，進一步增加了鉻(VI)分析難度。電化學分析法、薄膜平衡擴散技術沒有富集功能，不能測定低于檢測限的鉻(VI)含量。
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種選擇性定量采集、測量水環(huán)境中鉻(VI)的方法，該方法對水環(huán)境中鉻(VI)原位采樣并富集，檢出限低，可準確測量水環(huán)境中的鉻(VI)含量。本發(fā)明的技術解決方案是
一種選擇性定量采集、測量水環(huán)境中鉻(VI)的方法，其具體步驟是
1)透析膜的預處理
將截留分子量為2000 14000的透析膜浸在去離子水中煮沸，每隔20min 30min換一次去離子水，累積煮沸時間為Ih 3h ;
2)結合劑的預處理
取液體結合劑20 50g，用50 mL 100 mL去離子水稀釋，所述結合劑為水溶性聚合季銨鹽或吉米奇(Gemini)季銨鹽，用所述透析膜制成透析袋，將稀釋的結合劑溶液放入透析袋內，在去離子水中浸泡72h 168h進行純化，純化時，每隔12h 24h換一次去離子水；3)采集裝置安裝
將純化的結合劑溶液稀釋至O. 005mol/L O. 050mol/L,并按照采集裝置容積量裝入采集裝置，用所述透析膜將采集裝置封好，所述采集裝置材質為聚四氟乙烯或聚丙烯；
4)采集裝置放置
將裝有結合劑的采集裝置放于水環(huán)境中，放置時間為I天 120天，放置時，采集裝置透析膜向下，然后固定采集裝置；
5)采集裝置取出并檢測
一次全部取出或分多次取出采集裝置，將采集裝置中富集鉻(VI)的結合劑按照總體積 的30% 80%取出，用質量百分比濃度為1% 2%的鹽酸定容，測定結合劑中的鉻(VI)累積量;
6)計算水環(huán)境中鉻(VI)的濃度
當采集裝置一次全部取出時，按照公式I =Cb =M · Dg/D· fA，計算水中鉻(VI)的濃度，完成水環(huán)境中絡(VI)的快速檢定；
當采樣裝置分多次取出時，以采樣裝置中鉻(VI)的累積量對時間作圖，按照公式II =Cb=α · Dg/D · A，計算水中鉻(VI)的濃度，完成水環(huán)境中鉻(VI)的長期檢測；
公式I及公式II中，Cb為本體溶液中鉻(VI)的濃度，M為結合劑中的鉻(VI)累積量，Dg為透析膜厚度，D為鉻(VI)通過透析膜的擴散系數(shù)，t為擴散時間，A為透析膜工作面積，α為積累量對時間曲線的斜率。所述透析膜為醋酸纖維素膜。所述水溶性聚合季銨鹽為多聚季銨鹽、亞乙基多胺與表氯醇共聚季銨鹽中的一種。所述水溶性吉米奇(Gemini)季銨鹽為乙撐基雙十二烷基胺聚氧乙烯醚季銨鹽、雙十二烷基胺聚氧乙烯醚三季銨鹽、雙十二烷基胺聚氧乙烯醚雙季銨鹽中的一種。所述采集裝置，包括固定板，在固定板上設有帶內邊沿的外殼，在外殼內設有支撐體，在支撐體頂部與外殼內邊沿之間卡裝有透析膜，在支撐體上設有倒錐形凹槽，所述凹槽與透析膜包圍形成結合劑容納腔。所述采集裝置容積為2mL。固定采集裝置時，將采集裝置懸掛或安放在支撐物上并漂浮在水中。固定采集裝置時，將采集裝置安放于水底并掩埋于沉積物、土壤中。所述水環(huán)境為天然淡水、天然礦化水、污水、飲用水、回用水、生物體內水、沉積物中的水或土壤中的水。本發(fā)明以Fick第一擴散定律為理論基礎，通過可滲入離子的透析膜將對鉻(VI)具有選擇性結合作用的結合劑(水溶性聚合季銨鹽或吉米奇(Gemini)季銨鹽)與水體隔開，通過透析膜控制離子交換過程，水體中的鉻(VI)離子通過透析膜后與結合劑結合，使結合劑中鉻(VI)離子濃度接近于零，保持鉻(VI)離子在水體與結合劑溶液間的持續(xù)濃度梯度，使水體中的鉻(VI)離子不斷通過透析膜富集到結合劑中，實現(xiàn)對水環(huán)境中鉻(VI)的定量采集。而鉻(III)所帶電荷與鉻(VI)相反，不能與陽離子結合劑結合，故不能富集到陽離子結合劑中，從而實現(xiàn)了對鉻(VI)的選擇性富集。結合劑被厚度為」g的透析膜與被測水體分開，而鉻(VI)離子的傳輸僅僅通過面積為A的透析膜進行。在時間t內，鉻(VI)離子從本體溶液通過透析膜擴散到對鉻(VI)具有選擇性結合和富集作用的結合劑的擴散量M可以表達為
M =D · Cb · t · A/ Dg(I)
M可以通過定量分析方法(如AAS，ICP-MS)測定得到，所以本體溶液中鉻(VI)濃度則可定量的表達為
Cb =M · Dg/D · t · A(2)
Μ,Δ g，A，D，t均為可測量的量，通過式⑵可計算出本體溶液的濃度C b。其有益效果是
(1)使用采集裝置原位采樣，采集裝置簡單，成本低廉，采集方便，對環(huán)境無污染；被監(jiān)測物質的形態(tài)原位從水環(huán)境中轉移并固定在結合劑中，避免了樣品運輸、儲存和處理引起 的形態(tài)變化，檢出限低，能更加準確測量鉻(VI)濃度；
(2)選用水溶性聚合季銨鹽或吉米奇(Gemini)季銨鹽作為結合劑，其作用是與通過透析膜的鉻(VI)牢牢結合，使透析膜內側結合劑溶液中游離鉻(VI)的濃度接近于零；
(3)選擇性測量能被水溶性聚合季銨鹽或吉米奇(Gemini)季銨鹽結合和富集的鉻(VI)的含量；
(4)將采集裝置長期放置于一個濃度不斷變化的水環(huán)境體系中，可得到體系在此時間范圍內鉻(VI)的平均濃度值，更加全面地反應一段時間內水環(huán)境體系的變化。
圖I是本發(fā)明的采集裝置示意圖。圖中1-固定板，2-外殼，3-支撐體，301-凹槽，4-透析膜，5-結合劑容納腔。
具體實施例方式實施例I
1)透析膜的預處理
將截留分子量為2000 14000的透析膜(醋酸纖維素膜)浸在去離子水中煮沸，每隔20min換一次水，累積煮沸時間為2h ；
2)結合劑的預處理
用步驟I)中預處理的醋酸纖維素膜制成透析袋，稱取50g液體結合劑雙十二烷基胺聚氧乙烯醚雙季銨鹽，用SOmL去離子水稀釋并放入所述透析袋內，在去離子水中浸泡168h純化，每隔24 h更換一次去離子水；
3)采集裝置安裝
將純化的結合劑配成O. 020mol/L雙十二烷基胺聚氧乙烯醚雙季銨鹽溶液，取3個材質為聚丙烯容積為2mL的采集裝置(如圖I所示)，該采集裝置包括固定板1，在固定板I上設有帶內邊沿的外殼2，在外殼2內設有支撐體3，在支撐體3頂部與外殼2內邊沿之間卡裝有透析膜4，在支撐體3上設有倒錐形凹槽301，所述凹槽301與透析膜4包圍形成結合劑容納腔5 ;將采集裝置內裝入2mL0. 020mol/L雙十二烷基胺聚氧乙烯醚雙季銨鹽溶液，用步驟I)中預處理的醋酸纖維素膜將采集裝置封好；
4)采集裝置放置將采集裝置透析膜向下，懸掛在支撐物上并漂浮在工業(yè)廢水中24h ；
5)采集裝置取出并檢測
將3個采集裝置全部取出，取I. O mL采集裝置中富集鉻(VI)結合劑，用質量百分比濃度為2%的鹽酸定容至IOmL,利用原子吸收光譜法測定結合劑中的鉻(VI)，測得三個采集裝置內鉻(VI)的累積量分別為3. 64μ g、3. 64μ g和3. 94 μ g，平累積量(M)為3. 74 μ g ;
6)計算水環(huán)境中鉻(VI)的濃度
將 D =5. 33 X ICT7Cm2 · s' A = 3. 14 cm2, Dg=85mm=85 X lCT4cm, M=3. 74 μ g,t=24X3600s代入公式Cb =M*Dg/D*fA，求得工業(yè)廢水中鉻(VI)的平均濃度Cb=0.2198 μ g/ml。采用分光光度法直接測得工業(yè)廢水中鉻(VI)的濃度為O. 2347 μ g/ml0監(jiān)測期內本實施例所測得的鉻(VI)的平均濃度與分光光度法在同期測得的鉻(VI)含量的比值為93. 65%，表明本發(fā)明可以準確測量水體中的鉻(VI)的含量。實施例2
1)透析膜的預處理
將截留分子量為2000 14000的透析膜(醋酸纖維素膜)浸在去離子水中煮沸，每隔20min換一次水，累積煮沸時間為2h ；
2)結合劑的預處理
用步驟I)中預處理的醋酸纖維素膜制成透析袋，稱取40g液體結合劑雙十二烷基胺聚氧乙烯醚三季銨鹽，用IOOmL去離子水稀釋并放入所述透析袋內，在去離子水中浸泡168h純化，每隔12h更換一次去離子水；
3)采集裝置安裝
將純化的結合劑配成O. 050mol/L雙十二烷基胺聚氧乙烯醚三季銨鹽溶液，取12個材質為聚丙烯容積為2ml的采集裝置，該采集裝置結構同實施例I ;將采集裝置內裝入2ml
O.050mol/L雙十二烷基胺聚氧乙烯醚三季銨鹽溶液，用步驟I)中預處理的醋酸纖維素膜將采集裝置封好；
4)采集裝置放置
將采集裝置透析膜向下，安放在支撐物上并漂浮在生活污水中；
5)采集裝置取出并檢測
每天(按24h計)取出3個采集裝置，取O. SmL采集裝置中富集鉻(VI)結合劑，用質量百分比濃度為2%的鹽酸定容至10mL，利用原子吸收光譜法測定結合劑中的鉻(VI)，并計算在放置時間內生活污水中鉻(VI)的平均累積量(11)，2411、4811、7211和9611采集裝置內鉻(VI)的平均累積量(M)分別為2. 08 μ g、3. 94 μ g、5. 40 μ g和7· 30 μ g ;
6)計算水環(huán)境中鉻(VI)的濃度
以累積量(M)對放置時間(t)作圖，求得斜率α為O. 0715，將D =5. 33X 10_7cm2 · s—1,Α=3· 14 cm2, Dg=8. 5mm=85X10_4cm 代入 Cb = a Dg/3600D A (3600 為時間單位換算系數(shù)，lh=3600s，下同)，求得生活污水中鉻(VI)的濃度Cb = O. 101 μ g/ml ο采用分光光度法直接測得生活污水中鉻(VI)的濃度為O. 102 μ g/ml0監(jiān)測期內本實施例所測得的鉻(VI)的平均濃度與分光光度法在同期測得的鉻(VI)含量的比值為99.01%。
實施例3
1)透析膜的預處理
將截留分子量為2000 14000的透析膜(醋酸纖維素膜)浸在去離子水中煮沸，每隔30min換一次水，累積煮沸時間為2h ；
2)結合劑的預處理 用步驟I)中預處理的醋酸纖維素膜制成透析袋，稱取20g液體結合劑多聚季銨鹽，用50mL去離子水稀釋并放入所述透析袋內，在去離子水中浸泡120h純化，每隔24 h更換一次去離子水；
3)采集裝置安裝
將純化的結合劑配成O. 050mol/L多聚季銨鹽溶液，取12個材質為聚四氟乙烯容積為2ml的采集裝置，該采集裝置結構同實施例I ;將采集裝置內裝入2ml0. 050mol/L多聚季銨鹽溶液，用步驟I)中預處理的醋酸纖維素膜將采集裝置封好；
4)采集裝置放置
將采集裝置透析膜向下，安放在支撐物上并漂浮在工業(yè)廢水中；
5)采集裝置取出并檢測
每周取出3個采集裝置，取O. 6mL采集裝置中富集鉻(VI)結合劑，用質量百分比濃度為2%的鹽酸定容至50mL，利用原子吸收光譜法測定結合劑中的鉻(VI)，并計算在放置時間內工業(yè)廢水中鉻(VI)的平均累積量(M)，實驗測得第一周、第二周、第三周和第四周采集裝置內鉻(VI)的平均累積量(M)分別為 28.4yg,48. 5yg,82.6ygiP 110.8yg；
6)計算水體中鉻(VI)的濃度
以累積量(M)對放置時間(t)作圖，求得斜率α為4. 27571，將D=5. 33X l(Tcm2 · s—1，Α=3· 14cm2，Dg=85mm=85Xl(T4cm，α = 4.27571 代入 Cb = a Dg/24X3600D A，求得工業(yè)廢水中鉻(VI)的平均濃度Cb = O. 251 μ g/ml ο采用分光光度法直接測得工業(yè)廢水中鉻(VI)的濃度為O. 239 μ g/ml。監(jiān)測期內本實施例所測得的鉻(VI)的平均濃度與分光光度法在同期測得的鉻(VI)含量的比值為105%。實施例4
1)透析膜的預處理
將截留分子量為2000 14000的透析膜(醋酸纖維素膜)浸在去離子水中煮沸，每隔20min換一次水，累積煮沸時間為2h ；
2)結合劑的預處理
用步驟I)中預處理的醋酸纖維素膜制成透析袋，稱取20g液體結合劑多聚季銨鹽，用IOOmL去離子水稀釋并放入所述透析袋內，在去離子水中浸泡96h純化，每隔16 h更換一次去離子水；
3)采集裝置安裝
將純化的結合劑配成O. 050mol/L多聚季銨鹽溶液，取12個材質為聚四氟乙烯容積為2ml的采集裝置，該采集裝置結構同實施例I ;將采集裝置內裝入2ml0. 050mol/L多聚季銨鹽溶液，用步驟I)中預處理的醋酸纖維素膜將采集裝置封好；
4)采集裝置放置將采集裝置透析膜向下，安放在支撐物上并漂浮在天然淡水環(huán)境中；
5)采集裝置取出并檢測
每周取出3個采集裝置，取I. 6mL采集裝置中富集鉻(VI)結合劑，用質量百分比濃度為2%的鹽酸定容至IOmL,利用原子吸收光譜法測定結合劑中的鉻(VI)，并計算在放置時間內生活污水中鉻(VI)的平均累積量(M)，測得第一周、第二周、第三周和第四周采集裝置內鉻(VI)的平均累積量(M)分別為 0.6524 8、1.364“8、1.82848和 2. 580 μ g ； 6)計算水環(huán)境中鉻(VI)的濃度
以累積量(M)對放置時間(t)作圖，求得斜率α為O. 08926，將D =5. 33X IO^cm2 -s^1,A =3. 14cm2，Dg=85mm=85Xl(T4cm 代入 Cb = a Dg/24X 3600D A，求得天然水中鉻(VI)的平均濃度 Cb =0. 0052 μ g/ml。實施例5
1)透析膜的預處理
將截留分子量為2000 14000的透析膜(醋酸纖維素膜)浸在去離子水中煮沸，每隔20min換一次水，累積煮沸時間為2h ；
2)結合劑的預處理
用步驟I)中預處理的醋酸纖維素膜制成透析袋，稱取50g液體結合劑亞乙基多胺與表氯醇共聚季銨鹽，用IOOmL去離子水稀釋并放入所述透析袋內，在去離子水中浸泡168h純化，每隔24 h更換一次去離子水；
3)采集裝置安裝
將純化的結合劑配成O. OlOmol/L亞乙基多胺與表氯醇共聚季銨鹽溶液，取12個材質為聚四氟乙烯容積為2ml的采集裝置，該采集裝置結構同實施例I ;將采集裝置內裝入2ml0. 010mol/L亞乙基多胺與表氯醇共聚季銨鹽溶液，用步驟I)中預處理的醋酸纖維素膜將采集裝置封好；
4)采集裝置放置
將采集裝置透析膜向下，掩埋進土壤(水田)中；
5)采集裝置取出并檢測
每個月取出3個采集裝置，取ImL采集裝置中富集鉻(VI)結合劑，用質量百分比濃度為2%的鹽酸定容至25mL，利用原子吸收光譜法測定結合劑中的鉻(VI)，并計算在放置時間內生活污水中鉻(VI)的平均累積量(M)，30天、60天、90天、120天采集裝置內鉻(VI)的累積量(M)分別為 14. 23 μ g、30. 88 μ g、42. 31 μ g 和 58. 61 μ g ；
6)計算水環(huán)境中鉻(VI)的濃度
以累積量(M)對放置時間(t)作圖，求得斜率α為O. 4819，將D =5. 33X IO^cm2 · s—1，A =3. 14cm2, Dg= 85mm=85 X 10_4cm 代入 Cb = a Dg/24X 3600D Α，求得土壤水中鉻(VI)的平均濃度 Cb =0. 0283 μ g/ml。實施例6
1)透析膜的預處理
將截留分子量為2000 14000的透析膜(醋酸纖維素膜)浸在去離子水中煮沸，每隔20min換一次水，累積煮沸時間為Ih ；
2)結合劑的預處理用步驟I)中預處理的醋酸纖維素膜制成透析袋，稱取20g液體結合劑乙撐基雙十二烷基胺聚氧乙烯醚季銨鹽，用IOOmL去離子水稀釋并放入所述透析袋內，在去離子水中浸泡168h純化，每隔24 h更換一次去離子水；
3)采集裝置安裝
將純化的結合劑配成O. 0050mol/L乙撐基雙十二烷基胺聚氧乙烯醚季銨鹽，取3個材質為聚丙烯容積為2ml的采集裝置，該采集裝置結構同實施例I ;將采集裝置內裝入2ml0. 0050mol/L乙撐基雙十二烷基胺聚氧乙烯醚季銨鹽，用步驟I)中預處理的醋酸纖維素膜將采集裝置封好；
4)采集裝置放置
將采集裝置透析膜向下，懸掛在支撐物上并漂浮在回用水中24h ； 5)采集裝置取出并檢測
將3個采集裝置全部取出，取I. 6mL采集裝置中富集鉻(VI)結合劑，用質量百分比濃度為1%的鹽酸定容至10mL，利用原子吸收光譜法測定結合劑中的鉻(VI)，測得三個采集裝置內鉻(VI)的累積量分別為1·244、1·364和I. 174yg，平均累積量(M)為I. 26 Ug
6)計算水環(huán)境中鉻(VI)的濃度
將 D =5. 33X ICT7Cm2 · s' A = 3. 14cm2, Dg= 85mm=85X lCT4cm, t= 24X3600s，M=I. 26μ g代入公式Cb =M*Dg/Dt ·Α，求得回用水中鉻(VI)的平均濃度Cb =0.074 μ g/ml。實施例7
1)透析膜的預處理
將截留分子量為2000 14000的透析膜(醋酸纖維素膜)浸在去離子水中煮沸，每隔30min換一次水，累積煮沸時間為3h ；
2)結合劑的預處理
用步驟I)中預處理的醋酸纖維素膜制成透析袋，稱取50g液體結合劑雙十二烷基胺聚氧乙烯醚三季銨鹽，用IOOmL去離子水稀釋并放入所述透析袋內，在去離子水中浸泡96h純化，每隔16 h更換一次去離子水；
3)采集裝置安裝
將純化的結合劑配成O. 0050mol/L雙十二烷基胺聚氧乙烯醚三季銨鹽溶液，取12個材質為聚丙烯容積為2ml的采集裝置，該采集裝置結構同實施例I ;將采集裝置內裝入2ml0. 050mol/L雙十二烷基胺聚氧乙烯醚三季銨鹽溶液，用步驟I)中預處理的醋酸纖維素膜將采集裝置封好；
4)采集裝置放置
將采集裝置透析膜向下，安放在支撐物上并漂浮在飲用水中；
5)采集裝置取出并檢測
每天取出3個采集裝置，取1.5mL采集裝置中富集鉻(VI)結合劑，用質量百分比濃度為1%的鹽酸定容至10mL，利用原子吸收光譜法測定結合劑中的鉻(VI)，并計算在放置時間內生活污水中鉻(VI)的平均累積量(M)，測得第一天、第二天、第三天和第四天采集裝置內鉻(VI)的平均累積量(M)分別為 0.2354 8、0.4814 8、0.637“8和 0.950 μ g ；
6)計算水環(huán)境中鉻(VI)的濃度
以累積量(M)對放置時間(t)作圖，求得斜率α為O. 00959，將D =5. 33X IO^cm2 .s—1，A =3. 14cm2，Dg= 85mm=85 X l(T4cm 代入公式 Cb = a Dg/3600D A，求得飲用水中鉻(VI)的平均濃度 Cb =0.0135 μ g/ml。實施例8
1)透析膜的預處理
將截留分子量為2000 14000的透析膜(醋酸纖維素膜)浸在去離子水中煮沸，每隔20min換一次水，累積煮沸時間為Ih ；· 2)結合劑的預處理
用步驟I)中預處理的醋酸纖維素膜制成透析袋，稱取15g液體結合劑雙十二烷基胺聚氧乙烯醚三季銨鹽，用75mL去離子水稀釋并放入所述透析袋內，在去離子水中浸泡168h純化，每隔24 h更換一次去離子水；
3)采集裝置安裝
將純化的結合劑配成O. 005mol/L雙十二烷基胺聚氧乙烯醚三季銨鹽溶液，取3個材質為聚丙烯容積為2ml的采集裝置，該采集裝置結構同實施例I ;將采集裝置內裝入2ml0. 005mol/L雙十二烷基胺聚氧乙烯醚三季銨鹽溶液，用步驟I)中預處理的醋酸纖維素膜將采集裝置封好；
4)采集裝置放置
將采集裝置透析膜向下，懸掛在支撐物上并漂浮在放入天然水中24h ；
5)采集裝置取出并檢測
將3個采集裝置全部取出，取I. 6mL采集裝置中富集鉻(VI)結合劑，用質量百分比濃度為2%的鹽酸定容至10mL，利用原子吸收光譜法測定結合劑中的鉻(VI)，測得三個采集裝置內鉻(VI)的累積量(M)分別為O. 72,0. 62和O. 56μ g，平累積量(M)平均值為O. 63 μ g ；
6)計算水環(huán)境中鉻(VI)的濃度
將 D=5. 33X l(T7cm2 · s' A = 3. 14cm2，Dg= 85mm=85 X l(T4cm，t= 24X3600s,M=O. 63 μ g代入式(2) Cb =M*Dg/Dt ·Α，求得天然水中鉻(VI)的平均濃度Cb = O. 037 μ g/ml ο實施例9
1)透析膜的預處理
將截留分子量為2000 14000的透析膜(醋酸纖維素膜)浸在去離子水中煮沸，每隔20min換一次水，累積煮沸時間為2h ；
2)結合劑的預處理
用步驟I)中預處理的醋酸纖維素膜制成透析袋，稱取15g液體結合劑多聚季銨鹽，用IOOmL去離子水稀釋并放入所述透析袋內，在去離子水中浸泡168h純化，每隔24 h更換一次去離子水；
3)采集裝置安裝
將純化的結合劑配成O. 010mol/L多聚季銨鹽溶液，取12個材質為聚丙烯容積為2ml的采集裝置，該采集裝置結構同實施例I ;將采集裝置內裝入2ml0.010mol/L多聚季銨鹽溶液，用步驟I)中預處理的醋酸纖維素膜將采集裝置封好；
4)采集裝置放置
將采集裝置透析膜向下，安放在支撐物上并漂浮在生活污水中；5)采集裝置取出并檢測
每天(按24h計)取出3個采集裝置，取ImL采集裝置中富集鉻(VI)結合劑，用質量百分比濃度為2%的鹽酸定容至IOmL,利用原子吸收光譜法測定結合劑中的鉻(VI)，并計算在放置時間內生活污水中鉻(VI)的平均累積量(11)，2411、4811、7211和9611采集裝置內鉻(VI)的平均累積量(M)分別為 O. 452μ g,0. 821μ g、l. 35μ g 和 I. 78μ g ；
6)計算水環(huán)境中鉻(VI)的濃度
以累積量(M)對放置時間(t)作圖，求得斜率α為，將D =5. 33X 10 · s^1, A=3. 14cm2, Dg= 85mm=85 X ICT4Cm 代入 Cb = α · Dg/3600D · Α,求得天然礦化水中鉻(VI)的平均濃度 Cb =0. 0265 μ g/ml。
實施例10
1)透析膜的預處理
將截留分子量為2000 14000的透析膜(醋酸纖維素膜)浸在去離子水中煮沸，每隔20min換一次水，累積煮沸時間為2h ；
2)結合劑的預處理
用步驟I)中預處理的醋酸纖維素膜制成透析袋，稱取30g液體結合劑雙十二烷基胺聚氧乙烯醚三季銨鹽，用IOOmL去離子水稀釋并放入所述透析袋內，在去離子水中浸泡72h純化，每隔12 h更換一次去離子水；
3)采集裝置安裝
將純化的結合劑配成O. 005mol/L雙十二烷基胺聚氧乙烯醚三季銨鹽溶液，取3個材質為聚丙烯容積為2ml的采集裝置，該采集裝置結構同實施例I ;將采集裝置內裝入2ml0. 005mol/L雙十二烷基胺聚氧乙烯醚三季銨鹽溶液，用步驟I)中預處理的醋酸纖維素膜將采集裝置封好；
4)采集裝置放置
將IOOg海藻用勻漿機勻漿，漿液稀釋為10000ml的海藻稀釋液，將采集裝置透析膜向下，懸掛在支撐物上并漂浮在海藻稀釋液中24h ；
5)采集裝置取出并檢測
將3個采集裝置全部取出，取ImL采集裝置中富集鉻(VI)結合劑，用質量百分比濃度為2%的鹽酸定容至10mL，利用原子吸收光譜法測定結合劑中的鉻(VI)，測得三個采集裝置內鉻(VI)的累積量分別為O. 15,0. 18和0.21 μ g，平累積量(M)為3. 74 μ g ;
6)計算水環(huán)境中鉻(VI)的濃度
將 D =5. 33X ICT7Cm2 · s_1, A = 3. 14cm2, Dg= 85mm=85X lCT4cm, t= 24X3600s, M=
0.18 μ g代入公式Cb =M · Dg/D · t · A，求得海藻中鉻(VI)的平均濃度Cb = I. 058 mg/kg。
權利要求
1.一種選擇性定量采集、測量水環(huán)境中鉻(VI)的方法，其特征是 1)透析膜的預處理 將截留分子 量為2000 14000的透析膜浸在去離子水中煮沸，每隔20min 30min換一次去離子水，累積煮沸時間為Ih 3h ; 2)結合劑的預處理 取液體結合劑20 50g，用50 mL 100 mL去離子水稀釋，所述結合劑為水溶性聚合季銨鹽或吉米奇(Gemini)季銨鹽，用所述透析膜制成透析袋，將稀釋的結合劑溶液放入透析袋內，在去離子水中浸泡72h 168h進行純化，純化時，每隔12h 24h換一次去離子水； 3)采集裝置安裝 將純化的結合劑溶液稀釋至O. 005mol/L O. 050mol/L,并按照采集裝置容積量裝入采集裝置，用所述透析膜將采集裝置封好，所述采集裝置材質為聚四氟乙烯或聚丙烯； 4)采集裝置放置 將裝有結合劑的采集裝置放于水環(huán)境中，放置時間為I天 120天，放置時，采集裝置透析膜向下，然后固定采集裝置； 5)采集裝置取出并檢測 一次全部取出或分多次取出采集裝置，將采集裝置中富集鉻(VI)的結合劑按照總體積的30% 80%取出，用質量百分比濃度為1% 2%的鹽酸定容，測定結合劑中的鉻(VI)累積量; 6)計算水環(huán)境中鉻(VI)的濃度 當采集裝置一次全部取出時，按照公式I =Cb =M*Dg/D*fA，計算水中鉻(VI)的濃度，完成水環(huán)境中絡(VI)的快速檢定； 當采樣裝置分多次取出時，以采樣裝置中鉻(VI)的累積量對時間作圖，按照公式II =Cb=α · Dg/D · A，計算水中鉻(VI)的濃度，完成水環(huán)境中鉻(VI)的長期檢測； 公式I及公式II中，Cb為本體溶液中鉻(VI)的濃度，M為結合劑中的鉻(VI)累積量，Dg為透析膜厚度，D為鉻(VI)通過透析膜的擴散系數(shù)，t為擴散時間，A為透析膜工作面積，α為積累量對時間曲線的斜率。
2.根據(jù)權利要求I所述的選擇性定量采集、測量水環(huán)境中鉻(VI)的方法，其特征是所述透析膜為醋酸纖維素膜。
3.根據(jù)權利要求I所述的選擇性定量采集、測量水環(huán)境中鉻(VI)的方法，其特征是所述水溶性聚合季銨鹽為多聚季銨鹽、亞乙基多胺與表氯醇共聚季銨鹽中的一種。
4.根據(jù)權利要求I所述的選擇性定量采集、測量水環(huán)境中鉻(VI)的方法，其特征是所述水溶性吉米奇(Gemini)季銨鹽為乙撐基雙十二烷基胺聚氧乙烯醚季銨鹽、雙十二烷基胺聚氧乙烯醚三季銨鹽、雙十二烷基胺聚氧乙烯醚雙季銨鹽中的一種。
5.根據(jù)權利要求I所述的選擇性定量采集、測量水環(huán)境中鉻(VI)的方法，其特征是所述采集裝置，包括固定板，在固定板上設有帶內邊沿的外殼，在外殼內設有支撐體，在支撐體頂部與外殼內邊沿之間卡裝有透析膜，在支撐體上設有倒錐形凹槽，所述凹槽與透析膜包圍形成結合劑容納腔。
6.根據(jù)權利要求I或5所述的選擇性定量采集、測量水環(huán)境中鉻(VI)的方法，其特征是所述采集裝置容積為2mL。
7.根據(jù)權利要求I所述的選擇性定量采集、測量水環(huán)境中鉻(VI)的方法，其特征是固定采集裝置時，將采集裝置懸掛或安放在支撐物上并漂浮在水中。
8.根據(jù)權利要求I所述的選擇性定量采集、測量水環(huán)境中鉻(VI)的方法，其特征是固定采集裝置時，將采集裝置安放于水底并掩埋于沉積物、土壤中。
9.根據(jù)權利要求I所述的選擇性定量采集、測量水環(huán)境中鉻(VI)的方法，其特征是所述水環(huán)境為天然淡水、天然礦化水、污水、飲用水、回用水、生物體內水、沉積物中的水或土壤中的水。
全文摘要
一種選擇性定量采集、測量水環(huán)境中鉻(VI)的方法，取截留分子量為2000～14000的透析膜進行預處理，結合劑的預處理，將采集裝置放于水環(huán)境中，放置時透析膜向下，固定采集裝置，放置時間為1天～120天，一次全部取出或分多次取出采集裝置，取出結合劑為總體積的30%～80%，用鹽酸定容，測定結合劑中的鉻(VI)累積量；并計算水中鉻(VI)的平均濃度。優(yōu)點是采集裝置簡單，成本低廉，采集方便，對環(huán)境無污染，能更加準確測量鉻(VI)濃度；結合劑溶液中游離鉻(VI)的濃度接近于零；可更加全面地反應一段時間內水環(huán)境體系的變化。
文檔編號G01N1/28GK102841062SQ20121030434
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權日2012年8月24日
發(fā)明者陳宏 , 劉玉靜, 顧佳麗, 蔡艷榮, 勵建榮 申請人:渤海大學