發(fā)布時(shí)間：2020-03-21 14:47

【摘要】：水是人類(lèi)生活中不可缺少的重要資源,減少水環(huán)境的污染對(duì)于保障人們的身體健康以及社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,具有十分重要的經(jīng)濟(jì)和戰(zhàn)略意義。在水污染中,工業(yè)廢水污染是重點(diǎn)污染源,工業(yè)廢水中,一般都含有重金屬離子污染物,并通過(guò)直接或者間接作用對(duì)人類(lèi)生存造成巨大的影響。對(duì)水中重金屬離子的有效檢測(cè)和監(jiān)控是減少污染、保障水質(zhì)的必要條件。因此,找到一種有效檢測(cè)水中的重金屬成分及含量的技術(shù)方法顯得尤其重要。在本研究中,我們提出了一種新型的光學(xué)檢測(cè)技術(shù),該技術(shù)將光熱效應(yīng)(photothermal effect,PT)和激光背向散射干涉(back-scattering interferometry,BSI)技術(shù)相結(jié)合,通過(guò)檢測(cè)微通道內(nèi)重金屬的顯色液光熱效應(yīng)引起的折射率變化,實(shí)現(xiàn)了對(duì)水中重金屬離子的定量檢測(cè)。主要研究?jī)?nèi)容如下:1、提出了一種基于光熱效應(yīng)與背向散射干涉結(jié)合的水中重金屬離子定量檢測(cè)技術(shù)。選用特定波長(zhǎng)的激光器作為光源,結(jié)合顯色反應(yīng)、光熱效應(yīng)和背向散射干涉實(shí)現(xiàn)了微體積水中重金屬的定量檢測(cè)。這種檢測(cè)方法既保留了比色法的簡(jiǎn)便及反應(yīng)快速等優(yōu)點(diǎn),克服了目視比色法不能定量檢測(cè)的缺點(diǎn);也發(fā)揮了背向散射干涉技術(shù)高精度、低損耗、非接觸式等優(yōu)點(diǎn)。2、在本文中使用PT-BSI重金屬離子定量檢測(cè)技術(shù)對(duì)水中Cr(Ⅵ),Cu(Ⅱ),Fe(Ⅱ)進(jìn)行了定量檢測(cè)。并使用UV-Vis方法與PT-BSI方法進(jìn)行對(duì)比,兩種方法檢測(cè)結(jié)果基本一致。以光強(qiáng)度為0.55 mW/cm~2,根據(jù)3σ的方法得到Cr(Ⅵ),Cu(Ⅱ),Fe(Ⅱ)的檢測(cè)限為0.04 mg/L,0.3 mg/L,0.06 mg/L,低于國(guó)家規(guī)定飲用水重金屬含量標(biāo)準(zhǔn):飲用水中Cr(Ⅵ),Cu(Ⅱ),Fe(Ⅱ)含量應(yīng)分別低于0.05 mg/L,1.0 mg/L,0.3 mg/L,適用于醫(yī)療診斷,食品安全,水質(zhì)污染等領(lǐng)域。
【圖文】：

太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文鐵位居地殼含量第四，占地殼含量的 4.75%，僅次于氧、硅、鋁，是一種分布廣泛元素。其中，F(xiàn)e(Ⅱ) 是血紅蛋白的重要組成成分，，用于氧氣的運(yùn)輸[12]。然而，缺鐵會(huì)致貧血，這是世界上最常見(jiàn)的營(yíng)養(yǎng)缺乏疾病之一[13]。正常情況下，F(xiàn)e(Ⅱ)是人體必需微量元素，鐵本身也不具有毒性，然而體內(nèi)含鐵量過(guò)高會(huì)引起多種病理狀況，包括肝和心臟病、癌癥、神經(jīng)退行性疾病、糖尿病以及免疫系統(tǒng)異常[14-17]等疾病。因此，在藥、環(huán)境、工業(yè)樣品以及水質(zhì)中測(cè)定鐵具有重要的意義[18]。雖然鐵對(duì)人和動(dòng)物毒性很，但水體中鐵化合物的濃度為 0.1~0.3 mg/L 時(shí)，會(huì)影響水的色、嗅、味等感官性狀，所含的某些鐵化合物的濃度達(dá)到 0.04 mg/L，水體便會(huì)出現(xiàn)異味。

技術(shù)靈敏、微體積等優(yōu)點(diǎn)。由于重金屬的絡(luò)合物具有光變時(shí)其折射率會(huì)隨溫度不同而發(fā)生改變，因此，將液體以實(shí)現(xiàn)微通道內(nèi)液體高靈敏度檢測(cè)。關(guān)于實(shí)驗(yàn)理論方了四條射線模型，并對(duì)無(wú)覆層的熔融毛細(xì)管進(jìn)行了初步線模型對(duì)有覆層的熔融毛細(xì)管進(jìn)行了分析，用來(lái)揭示和特征[53]，這些理論對(duì)背向散射干涉技術(shù)做了初步補(bǔ)充與應(yīng)及背向散射 (PT-BSI) 研究檢測(cè)方法。oo 等人[54]采用泵浦-探測(cè)光前向散射干涉結(jié)構(gòu)，使用 53的低功率激光器對(duì)毛細(xì)管中血樣中血紅素的進(jìn)行了定量色與 CCD 采集信號(hào)相結(jié)合的方式,發(fā)展了一種基于光熱back-scattering interferometry) 相結(jié)合的生物分子定量檢根離子的檢測(cè)限為 0.05 mg/L[55]。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN24;X832

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本文編號(hào)：2593493