一种测定水中苯系物的三维荧光光谱方法技术

本发明专利技术提供了一种测定水中苯系物的三维荧光光谱方法，包括：S1、制备n个苯系物标准液；S2、制备纯水作为空白对照体系；S3、使用荧光分光光度计在激发波长为200～320nm、发射波长为250～420nm的条件下进行扫描，分别得到S1中标准液和S2中纯水的三维荧光光谱；选择激发波长/发射波长为200～250nm/300～330nm范围内的吸收峰，测定标准液在该处的吸收峰强度F标准n和纯水在该处的吸收峰强度F空白，计算ΔF标准n＝F标准n‑F空白；S4、以ΔF标准n对标准液的浓度作标准曲线；S5、按照S3的条件扫描被测样品，测定相同的激发波长/发射波长时的吸收峰强度F样，扣除空白，计算ΔF样＝F样‑F空白；S6、根据被测样品的ΔF样，在S4得到的标准曲线上查找，计算出被测样品中苯系物的浓度。

A Three-dimensional Fluorescence Spectrometric Method for the Determination of Benzenes in Water

The invention provides a three-dimensional fluorescence spectrometry method for determination of benzene homologues in water, which includes: S1, preparation of N standard solutions of benzene homologues; S2, preparation of pure water as blank control system; S3, scanning with fluorescence spectrophotometer under the conditions of excitation wavelength 200-320 nm and emission wavelength 250-420 nm, respectively, obtaining three-dimensional fluorescence spectra of standard solution in S1 and pure water in S2; Select the absorption peak of the excitation/emission wavelength in the range of 200-250 nm/300-330 nm, determine the absorption peak intensity F standard n of the standard solution and the absorption peak intensity F blank of pure water at that place, calculate the standard n of F = the standard n_F blank; S4, make the standard curve of the concentration of the standard solution with the standard n of F; S5, scan the tested sample according to the condition of S3, and determine the same excitation wavelength/emission. Absorption peak intensity F sample at wavelength is deducted from blank, and the F sample = F sample F blank is calculated. S6. According to the F sample of the tested sample, the concentration of benzene homologues in the tested sample is calculated by searching on the standard curve obtained from F sample of the tested sample.

【技术实现步骤摘要】
一种测定水中苯系物的三维荧光光谱方法
本专利技术属于水质分析领域。更具体的，涉及一种测定水中苯系物的三维荧光光谱方法。
技术介绍
苯、甲苯等苯系物作为重要的化工原料，广泛应用于农药、医药、染料和有机合成等行业，是一类污染面积广、毒性大、难生物降解的化合物。这类物质属于环境优先控制污染物，具有致癌作用，其废水直接排入水体将对周围环境造成危害。石油石化行业在2015年颁布的《石油炼制工业污染物排放标准(GB31570-2015)》和《石油化学工业污染物排放标准(GB31571-2015)》中明确规定了苯、甲苯的直接排放限值为0.1mg/L，邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯和乙苯的直接排放限值分别为0.4mg/L。如何快速、简便测定苯系物的浓度对含苯废水的处理及其浓度控制意义重大。目前，排放标准中推荐的苯系物的测定方法有气相色谱法(GB/T11890)、吹扫捕集/气相色谱－质谱法(HJ639)和吹扫捕集/气相色谱法(HJ686)。这些方法对于微量或者痕量苯系物测定时准确率高，但是需要使用有机试剂进行萃取，这对操作人员的健康存在潜在的危害风险。而且在开展含苯废水处理的实验研究中，需要采集大量样品测定苯系物浓度，用以处理效果评价和工艺优化，特别地还需要开展现场试验。在面对紧迫的研究需求和大量的分析检测工作时，需要开发一种快速、方便、廉价的测定方法。分光光度法是应用分光光度计进行定性、定量分析的一种方法，较多的见于研究报道中。紫外可见分光光度法操作简便，但其针对性不强、灵敏度不高；荧光分光光度法是一种利用荧光光度计进行分析的分子荧光光谱技术，以其高灵敏度、高选择性、操作简单等诸多优点日益广泛地被应用于水质综合有机污染物的监测研究。相比普通的荧光光谱，三维荧光光谱图包含的信息量大，在图中可以直观地得到相应的组分信息，采用此技术得到的三维荧光特征谱，具有更好的选择性，可以用来对污染物中的多种成分更好地加以分辩。三维荧光光谱法在水中污染物监测方面具有无化学试剂添加、无破坏、测量灵活、可同时在线测量多组分污染物等特点，近年来在水中多种有机物分析方面越来越受到重视。有机物结构中若含有各种能量“π-π”电子跃迁的芳香结构或共轭生色团以及不饱和脂肪链，都会具有荧光特性，且该荧光特性与其自身的结构、官能团、构型、非均质型、分子内与分子间的动力学特征相关。因此，每类物质的荧光峰位置和强度不同，利用荧光光谱法定量测定有机物具有较好的选择性。例如CN201510125404.8公开了一种利用三维荧光光谱反映城市污水厂运行状态的监测方法，该方法采用平行因子分析法对污水处理厂的各个处理环节的类蛋白质组分和类富里酸组分的荧光强度进行打分，以此来判断污水厂运行是否正常运行。但目前尚未有对水中苯系物测定的三维荧光光谱法的报道。
技术实现思路
基于以上
技术介绍
，本专利技术提供一种测定水中苯系物的三维荧光光谱方法，该方法相较于现有的苯系物的测定方法具有简单、快速、取样量少、成本低、没有二次污染等优点。为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：一种测定水中苯系物的三维荧光光谱方法，该方法的步骤包括：S1、使用苯系物标准物制备n个不同浓度的水溶液标准液。优选地，所述n≥5；为了尽可能快速准确的获得标准曲线，更优选地，所述n＝6。为了尽可能使标准曲线建立过程中的点值在实际水样中的苯系物含量的附近，优选地，所述不同浓度为0.05mg/L、0.1mg/L、0.5mg/L、1mg/L、2mg/L、5mg/L。具体的，S1使用苯系物标准物制备n个不同浓度的水溶液标准液的步骤包括：取苯系物标准物配成浓度为10mg/L的苯系物混合水溶液贮备液；移取贮备液制备0.05mg/L、0.1mg/L、0.5mg/L、1mg/L、2mg/L和5mg/L的苯系物水溶液标准液。本领域技术人员容易理解的，根据不同应用场景，待测水样中的苯系物含量会有所差异，根据本专利技术的思路完全可以适应调整标准液的浓度以及配液操作。优选地，所述苯系物标准物为色谱纯，为苯、甲苯和乙苯中的一种或几种的组合。为了尽可能模拟待测样的情况，更优选地，所述苯系物标准物为苯、甲苯和乙苯的混合物。S2、制备纯水作为空白对照体系。优选地，S1中标准液的溶剂水和S2中的纯水均为超滤-反渗透设备(UF-RO)出水。S3、使用荧光分光光度计在激发波长为200～320nm、发射波长为250～420nm条件下进行扫描，分别得到S1中n个标准液和S2中纯水的三维荧光光谱；选择激发波长/发射波长为200～250nm/300～330nm范围内的吸收峰，测定标准液在该处的吸收峰强度F标准n和纯水在该处的吸收峰强度F空白，计算ΔF标准n＝F标准n-F空白。优选地，所述荧光分光光度计的测试条件为：光电倍增管负高压(PMT电压)为700V，激发和发射狭缝宽度均为5nm；光谱仪扫描范围为激发波长/发射波长(Ex/Em)＝200～280nm(步长5nm)/250～350nm(步长5nm)。S4、以ΔF标准n对标准液的浓度作标准曲线。S5、按照S3的条件扫描被测样品，测定相同的激发波长/发射波长时的吸收峰强度F样，扣除空白，计算ΔF样＝F样-F空白。S6、根据被测样品的ΔF样，在S4得到的标准曲线上查找，计算出被测样品中苯系物的浓度。苯、甲苯等苯系物具有共轭结构，可选择荧光法对其进行监测。在水溶液体系中，苯系物通常表现出2～3个不同的荧光吸收峰，其中苯环共轭结构的吸收峰位于激发波长/发射波长为200～250nm/300～330nm范围内，且随着苯系物浓度的增加，该处吸收峰的荧光强度不断增强，并呈现一定的线性关系。因此，通过三维荧光光谱扫描明确该处吸收峰，利用吸收峰荧光强度与苯系物浓度的线性关系可以建立测定水中苯系物浓度的方法。本专利技术首次将三维荧光光谱法应用于水中苯系物测定，具体的数据分析方法为标准曲线法。在实际应用中，操作人员只需在测试初期制备标准液，做好标准曲线备案，标准曲线根据需要可在一定周期进行重新测定更新，以防止误差增大。在需要测试时，将取样的待测水样在与标准曲线测试过程中相同的测试条件下进行测试，测定相同的激发波长/发射波长时的吸收峰强度F样，扣除空白，计算ΔF样＝F样-F空白；然后根据F样在备案的标准曲线上查找即可得到待测水样中苯系物的浓度含量，完成测定。本专利技术方法无需使用有机溶剂对待测水样进行萃取可实现原位测定，不会造成二次污染，而且对操作人员危害小。此外，本专利技术的测定方法灵敏度高，需要的取样量少，操作方便。本专利技术的优点包括：与已有方法相比，本测定方法具有灵敏度高、选择性好、操作简便且无化学药剂添加等特点，能够实现原位在线测定。附图说明图1实施例1中苯系物标准溶液体系中浓度为50mg/L的标准物水溶液的三维荧光光谱。图2实施例1中苯系物水溶液的标准曲线。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本专利技术的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本专利技术的可实施范围的限定。实施例1配置一种未知浓度的苯系物水溶液作为被测样品，利用三维荧光光谱方法测定其浓度，包括以下步骤：(1)制备苯系物标准溶液体系：用10μL微量注射器抽取色谱纯的苯、甲苯、乙苯标准物，以配成浓度为10mg/L的苯系物混合水溶液贮备液。移取贮备液于1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测定水中苯系物的三维荧光光谱方法，其特征在于，该方法的步骤包括：S1、使用苯系物标准物制备n个不同浓度的水溶液标准液；S2、制备纯水作为空白对照体系；S3、使用荧光分光光度计在激发波长为200～320nm、发射波长为250～420nm的条件下进行扫描，分别得到S1中n个标准液和S2中纯水的三维荧光光谱；选择激发波长/发射波长为200～250nm/300～330nm范围内的吸收峰，测定标准液在该处的吸收峰强度F标准n和纯水在该处的吸收峰强度F空白，计算ΔF标准n＝F标准n‑F空白；S4、以ΔF标准n对标准液的浓度作标准曲线；S5、按照S3的条件扫描被测样品，测定相同的激发波长/发射波长时的吸收峰强度F样，扣除空白，计算ΔF样＝F样‑F空白；S6、根据被测样品的ΔF样，在S4得到的标准曲线上查找，计算出被测样品中苯系物的浓度。

【技术特征摘要】
1.一种测定水中苯系物的三维荧光光谱方法，其特征在于，该方法的步骤包括：S1、使用苯系物标准物制备n个不同浓度的水溶液标准液；S2、制备纯水作为空白对照体系；S3、使用荧光分光光度计在激发波长为200～320nm、发射波长为250～420nm的条件下进行扫描，分别得到S1中n个标准液和S2中纯水的三维荧光光谱；选择激发波长/发射波长为200～250nm/300～330nm范围内的吸收峰，测定标准液在该处的吸收峰强度F标准n和纯水在该处的吸收峰强度F空白，计算ΔF标准n＝F标准n-F空白；S4、以ΔF标准n对标准液的浓度作标准曲线；S5、按照S3的条件扫描被测样品，测定相同的激发波长/发射波长时的吸收峰强度F样，扣除空白，计算ΔF样＝F样-F空白；S6、根据被测样品的ΔF样，在S4得到的标准曲线上查找，计算出被测样品中苯系物的浓度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中所述苯系物标准物为色谱纯。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中所述苯系物标准物为苯、甲苯和乙苯中的一种或几种的组合。4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，刘译阳，罗臻，张晓飞，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团安全环保技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11