[发明专利]一种具有重金属元素富集功能的工业废水样品采集装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于元素检测领域，特别涉及一种工业废水中重金属元素检测的样品采集装置以及采集方法。 

背景技术

随着工业新原料的广泛使用、环境污染程度的加剧，工业废水中的重金属污染物对人类的健康危害也越来越大。 

在众多的重金属中，有些是人体新陈代谢或发育成长必不可少的元素，对人体健康至关重要，称为必需元素，如铜、锌、钴等，但有些尚未证实其具有正常的生理功能，不仅人体不需要，而且摄入微量就会出现病态或中毒症状，常称有害重金属或有毒重金属，如铅、镉、汞等。 

重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中，但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多，造成不少重金属如铅、镉、汞等进入大气、水、土壤环境，引起严重的环境污染，我们常说的重金属污染指的就是因人类活动导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，并导致环境质量恶化。重金属主要通过污染食品、饮用水及空气最终威胁人类健康。 

目前检测重金属污染物的主要方法有分光光度法、原子吸收法（AAS）、原子荧光法（AFS）、电感耦合等离子体-原子发射光谱法（ICP-AES）等。其中，分光光度法和原子吸收法是较为传统的检测方法。ICP-AES是后来发展起来的新的检测手段，具有广谱性和多元素分析能力，但由于仪器昂贵仍限制了其方法的普遍推广。 

本领域人士众所周知，原子吸收法是目前废水中的重金属检验标准中普遍使用的检测方法，主要有火焰法、石墨炉法和氢化物发生原子吸收法三类，具有适用性广、操作简便等特点。石墨炉法灵敏度高，但不同元素、不同含量需要采用不同的升温程序和基体改进方法，进而加大了分析难度，而且仪器需配备相应切换装置，难以被广大用户所接受。火焰法方法简单，测试快速，但灵敏度相对较低。在工业废水重金属元素检测中，由于基体复杂，通常还存在着严重基体干扰的大量盐类，给测定工作带来极大干扰。 

因此，需要寻求一种可提高火焰原子吸收方法重金属元素检测的灵敏度的样品采集方法，来配合火焰原子吸收方法进行快速检测。 

发明内容

针对现有废水重金属元素检测中火焰原子吸收方法灵敏度相对较低的问题，本发明的目的在于提供一种具有重金属元素富集功能的工业废水样品采集装置，来提高重金属元素检测的灵敏度。 

本发明还提供与废水样品采集装置配套的一种具有重金属元素富集功能的工业废水样品采集方法。 

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下： 

一种具有重金属元素富集功能的工业废水样品采集装置，安装在样品瓶上，包括富集采样管、蠕动泵、进样管和废液瓶，进样管绕置在蠕动泵上，进样管的两端分别伸入样品瓶和废液瓶中，富集采样管由填充管、螯合树脂填充物和接头组成，填充管内填充螯合树脂填充物，填充管的两端安装接头，富集采样管通过其两端的接头接入进样管靠近废液瓶的位置。

所述填充管为弹性硅胶材质的圆柱形。 

所述螯合树脂填充物为D412大孔氨基膦酸型螯合树脂。 

所述接头采用四氟乙烯接头。 

所述进样管为具有弹性的蠕动泵管。 

所述蠕动泵为具有调速、定时功能的蠕动泵。 

一种具有重金属元素富集功能的工业废水样品采集方法，包括如下步骤： 

第一步，富集采样管的预处理：富集采样管由填充管、螯合树脂填充物和接头组成，填充管内填充螯合树脂填充物，填充管的两端安装接头，将富集采样管放入浓度为0.4mol/L的乙酸铵溶液中浸泡1小时后取出，浸泡的主要作用为活化螯合树脂以便提高对重金属元素富集的吸附能力；

第二步，采集装置管路连接：将处理好的富集采样管接入进样管，进样管绕置在蠕动泵上，将进样管的两端分别伸入样品瓶和废液瓶中；

第三步，参数设置：设置样品采集装置中蠕动泵的速度及采样时间，蠕动泵的速度为4mL/分钟，采样时间设为 10分钟；

第四步，开启蠕动泵，开始废水样品的采集；

第五步，采样结束：经过一段采样时间后，蠕动泵自动停止；

第六步，取下富集采样管，采集结束。

所述第一步，是将富集采样管放入0.4mol/L乙酸铵溶液中浸泡1小时后取出。 

所述第三步，设置样品采集装置中蠕动泵的速度为4mL/分钟，采样时间设为 10分钟，相当于采集的样品量为40mL。 

采用上述方案后，与普通的工业废水样品采集相比，本发明提供的方法具有如下优点： 

一、能够有效实现重金属元素的富集采样，提高了元素分析的检出限；