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随着全球经济的迅速发展和环境污染事件的频繁发生,世界水体污染形势日益严峻。其中,重金属污染由于对人体危害大而备受瞩目,成为水体污染最重要的问题之一。当前,常用的重金属检测方法多为电化学法、光谱法和质谱法。常规电化学仪器在稳定性、选择性等方面性能有限,光谱和质谱仪器则体积大,且包含复杂的操作,多数局限于实验室使用,不能满足实时在线检测的需要。
大气压液体阴极辉光放电原子发射光谱法,是基于等离子体激发原子并获取元素特征发射光谱,来实现对水体中金属离子的检测。近年来,液体电极放电技术在国外发展迅速,目前已建立多种形式的液体电极放电装置,并在2005年在匈牙利实现了初步产品化。国内对液体电极放电技术的研究起步较晚,发展相对滞后。为了发展能够满足国内重金属检测实际需要的液体电极放电技术,本论文拟开展水体重金属实时在线光谱检测技术研究。
利用正交试验方法,对影响自建大气压液体阴极辉光放电原子发射光谱装置性能的诸多因素,例如,溶液的PH值、放电电流、进样量、电极间距等进行了实际评估,并获得了最优实验条件。通过对等离子体不同区间原子发射强度分布的研究,优化了系统的光学结构;通过考察放电气体环境、放电阴极孔径等对原子发射光谱强度的影响,优化了放电电极结构。
在最佳实验条件下,对Zn、Cd、Pb等几种重金属元素的标准溶液进行了定量测量,获得了溶液浓度与金属元素光谱强度的关系,进而得出检出限,并对可能影响检出限的因为进行了分析和讨论。此外,本论文还利用大气压液体阴极辉光放电装置,测定了沸腾前后的自来水和地下水,以及湖水中Mg和Ca的含量,获得这些水样的硬度,所得实验结果和传统的EDTA滴定法所获结果一致,这证明了实验室大气压液体阴极辉光放电装置的可靠性和准确性。