工作场所中重金属检测及其危害的研究

发布时间：2017-04-27 01:13

  本文关键词：工作场所中重金属检测及其危害的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着工业化进程的日渐加快，工作场所中重金属污染越来越受到人们的重视。本文自主设计并研发了一套重金属分析仪器系统，研究了重金属测试方法和汞膜电极的内在机理，测试了工作场所内气体中的重金属含量并进行了健康风险评价。 （1）自主研发了重金属分析仪器的便携式硬件，并基于LabVIEW平台开发了重金属分析的人性化软件操作系统，可实现多种电化学实验方法的组合、实验数据自动实时保存、测试图形3D直观查看等功能。 （2）观察了汞膜在电极表面的附着状态随镀膜时间的变化，并讨论了汞膜厚度和双电层状态在测试过程中的变化。实验结果表明，汞离子在被还原成微小的汞滴后随机附着于电极的表面，，预镀汞膜240s时汞膜在电极表面分布较为均匀，实验选择镀膜时间为240s；镀膜240s的汞膜电极可直接进入测试稳定状态，单位时间内沉积的重金属离子相对较多，测试峰面积相对较大，具有较高的测试灵敏度和重现性，汞膜电极可持续约50次测试，提高了汞膜电极的使用寿命；同时，在最佳实验条件下，采用差分脉冲溶出伏安法测得锌、铅、镉、铜、汞离子的检出限为0.1μg/L，检测范围1～2000μg/L。利用差分脉冲溶出伏安法对实际铜矿样品中的重金属离子进行测试，测试结果与原子吸收法相比，结果偏差不超过5%，该法操作简单、成本低、灵敏度高、准确度较好，可用于工作场所中重金属的在线检测分析。 （3）研究了一种快速扫描阳极溶出伏安法检测锌、铅、镉的方法。实验结果表明，在溶出测试阶段，高速度的扫描使得每个微小的线性阶梯脉冲电压的速率变化达到10～500V/s，在电极双电层电容一定的情况下，提高了溶出电流，当扫描速度为10V/s时测试效果最佳；较快的扫描速度，使得单位时间内通过电极表面的电子数增多，提高了测试的灵敏度，该法测得重金属离子的质量浓度在0.1～2000μg/L范围内与溶出峰面积呈现良好的线性关系，线性相关系数均在0.999以上，检出限为0.05μg/L。利用快速扫描阳极溶出伏安法对实际铜矿样品中的重金属离子进行测试，测试结果与原子吸收法相比，获得良好的结果，该法操作简单、成本低、灵敏度高、准确度较好，对工作场所中重金属的在线检测分析具有一定的现实意义。 （4）利用上述方法对某铅蓄电池厂生产车间内空气中的重金属进行检测并做了简单的健康风险评价，结果表明，该铅蓄电池厂的工作车间空气中Cd和Pb对人体健康的潜在危害最大。
【关键词】：工作场所 重金属 差分脉冲溶出法 阳极溶出伏安法 风险评价
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R134.4;O657.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 概述10-15
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.1.1 引言10-11
• 1.1.2 重金属污染事件11
• 1.1.3 常用的重金属检测方法11-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.2.1 国外重金属检测研究现状12
• 1.2.2 国内重金属检测研究现状12-13
• 1.3 研究目标和内容13-15
• 1.3.1 研究目标13-14
• 1.3.2 研究内容14-15
• 第二章 工作场所重金属检测系统的建立15-28
• 2.1 测试系统构建15-23
• 2.1.1 硬件系统15-17
• 2.1.2 软件系统17-23
• 2.2 重金属检测模块功能测试23-28
• 2.2.1 电位经过零点相应电流测试23-24
• 2.2.2 测试系统线性研究24-25
• 2.2.3 测试系统电压稳定性研究25-26
• 2.2.4 采集百分比测试研究26-28
• 第三章 实验部分28-38
• 3.1 电化学分析法及原理28-29
• 3.2 实验试剂与仪器29-30
• 3.2.1 实验试剂与材料29-30
• 3.2.2 实验仪器30
• 3.3 样品采集与处理30
• 3.3.1 样品采集30
• 3.3.2 样品消解及溶液制备30
• 3.4 微电极实验30-33
• 3.4.1 铂丝微电极的制作31-32
• 3.4.2 碳纤维微电极制作32
• 3.4.3 微电极的循环伏安实验32-33
• 3.4.4 微电极的测试实验33
• 3.5 差分脉冲溶出伏安法实验33-35
• 3.5.1 玻碳电极预处理实验33
• 3.5.2 测试条件和参数实验33
• 3.5.3 汞膜稳定性实验33-34
• 3.5.4 检出限与线性关系实验34
• 3.5.5 测试实验34-35
• 3.6 快速扫描阳极溶出伏安法实验35-37
• 3.6.1 测试参数实验35-36
• 3.6.2 检出限与线性关系实验36
• 3.6.3 测试实验36-37
• 3.7 工作场所中样品测试实验37-38
• 第四章 问题与讨论38-72
• 4.1 试样消解方法的选择38
• 4.2 微电极实验38-40
• 4.2.1 微电极的循环伏安研究38-39
• 4.2.2 微电极的测试结果39-40
• 4.3 工作电极预处理研究40-42
• 4.3.1 镀膜前处理对峰电流的影响40
• 4.3.2 工作电极超声清洗对测试结果的影响40-42
• 4.4 实验条件与参数选取42-49
• 4.4.1 测试底液研究42
• 4.4.2 镀膜时间的选择42-45
• 4.4.3 汞膜稳定性研究45-46
• 4.4.4 沉积时间的确定46-48
• 4.4.5 氯离子影响研究48-49
• 4.5 测试离子间的相互影响49-52
• 4.5.1 镉与铅离子间的影响49-51
• 4.5.2 铜汞离子间的影响51-52
• 4.6 差分脉冲溶出伏安法的研究52-60
• 4.6.1 检出限与线性关系研究52-59
• 4.6.2 测试结果59-60
• 4.7 快速扫描阳极溶出伏安法实验60-72
• 4.7.1 扫描速度的选择研究60-62
• 4.7.2 沉积电位的确定62
• 4.7.3 测试一致性研究62-63
• 4.7.4 检出限与线性关系研究63-70
• 4.7.5 测试结果70-72
• 第五章 工作场所气体中重金属的健康风险评价72-76
• 5.1 样品测试结果72
• 5.2 风险评价方法72-74
• 5.2.1 健康风险评价模型72
• 5.2.2 暴露剂量率的计算72-73
• 5.2.3 致癌风险评价与非致癌风险评价73
• 5.2.4 风险评价参数的选取73-74
• 5.3 五种重金属的健康风险评价74-75
• 5.4 不确定性分析75-76
• 第六章 结论与展望76-78
• 6.1 结论76-77
• 6.2 展望77-78
• 参考文献78-81
• 发表论文和科研情况说明81-82
• 致谢82-83

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