基于光谱吸收技术土壤中Cr 6+ 快速检测系统开发

发布时间：2024-07-10 19:16

　　随着我国经济事业的发展，各种环境问题接踵而至。其中重金属污染带给人类的危害尤为抢眼，土壤中的有毒重金属可以通过食物链进入人体，严重影响人类健康，会产生全身疼痛，痴呆，智力下降等后果，种种事件不胜枚举。因此，准确、快速、简便、可大批量检测土壤重金属离子的要求日益加剧。 本文运用光谱吸收技术，具体地明确了分光光度法检测铬离子的显色原理，给出了重金属检测传感器的设计思路，然后将传感器的硬件部分分为光学感知模块和信号处理模块两个部分进行分析，分别详细介绍了各模块中的硬件部分、功能原理和用途。最后介绍了软件系统的结构设计，并介绍了相应的功能。大多数对于土壤中重金属离子检测方法，都需要先把重金属离子从土壤中提取出来。由于土壤本身重金属的浓度较低不易于检测，很容易出现误差。文章在土壤分析技术规范的基础上，对土壤前处理设备进行优化设计。建立了半自动化前处理系统的设计思路，为大批量田间土壤采样、检测，提供了理论基础和技术指导。对土壤前处理的条件进行了优化设计，减少了处理时间，提高了处理效率。 为了使检测过程能准确、快速地进行。设计了一系列条件试验，选择出最佳的反应条件。其中：1、对铬离子与二苯碳酰二肼络...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 选题背景和意义
    1.2 土壤重金属污染及危害
        1.2.1 土壤重金属污染
        1.2.2 重金属导致的环境问题
        1.2.3 重金属对土壤微生物和酶的影响
        1.2.4 重金属对人类健康的影响
        1.2.5 重金属对土壤肥力的影响
    1.3 铬的简介
        1.3.1 金属铬的概述
        1.3.2 土壤中铬的简介
        1.3.3 土壤中铬污染的来源及危害
    1.4 CR⁶⁺检测国内外研究进展
    1.5 分光光度法检测 CR⁶⁺的优点
    1.6 CR⁶⁺检测设备的发展趋势
    1.7 论文的主要研究内容
第二章 检测原理与系统设计
    2.1 吸光光度法检测原理
    2.2 CR⁶⁺显色反应机理
    2.3 化学传感器检测 CR⁶⁺原理及检测流程
    2.4 光学模块
        2.4.1 光源
        2.4.2 滤光片
        2.4.3 聚光镜
        2.4.4 PIN 硅光电二极管
        2.4.5 吸收池
        2.4.6 检色系统
    2.5 信号处理模块和系统软件结构设计
        2.5.1 信号处理模块
        2.5.2 软件结构
        2.5.3 检测系统显示软件设计
    2.6 系统检测流程
    2.7 本章小结
第三章 半自动化土壤前处理系统设计
    3.1 半自动化土壤前处理系统设计
    3.2 前处理步骤及其优化设计
        3.2.1 土壤取样
        3.2.2 干燥
        3.2.3 研磨、筛选
        3.2.4 搅拌
        3.2.5 浸提液加液器
        3.2.6 溶液稀释器
        3.2.7 加液稀释器
        3.2.8 土样搅拌器
        3.2.9 关于浸提液的选取
    3.3 土壤前处理条件优化
        3.3.1 最适烘烤温度的选择
        3.3.2 研磨转速与研磨时间的确定
        3.3.3 振筛机的振筛时间
    3.4 土壤粒径分布的分析
    3.5 本章小结
第四章 重金属 CR⁶⁺检测实验
    4.1 土壤消解方法
        4.1.1 土壤消解方法的选择
        4.1.2 土壤样品消解步骤：
    4.2 本实验主要仪器设备与试剂
        4.2.1 主要仪器设备
        4.2.2 本实验所用的主要试剂及制备方法
    4.3 最佳反应条件的选择
        4.3.1 最大吸收波长的确定
        4.3.2 酸度对吸光度的影响
        4.3.3 显色时间对吸光度的影响
        4.3.4 二苯碳酰二肼溶液用量对吸光度的影响
        4.3.5 煮沸时间对吸光度的影响
        4.3.6 反应温度对吸光度的影响
    4.4 分析步骤
        4.4.1 Cr⁶⁺工作曲线的绘制
        4.4.2 未知液中 Cr⁶⁺浓度的测定
    4.5 分析指标
    4.6 干扰因素分析
        4.6.1 常见干扰离子的讨论
        4.6.2 溶液颜色的干扰
    4.7 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
个人简介
在读期间发表的学术论文与科研成果



本文编号：4004601