[发明专利]一种测定水环境中溶解性有机物与金属离子结合潜势的方法

权利要求书

1.一种测定水环境中溶解性有机物与金属离子结合潜势的方法，其特征在于：

A.水样的预处理

将采集的水样过0.45μm的滤膜，滤液中的有机物为溶解性有机物，按滤液总有机碳含量进行稀释；

B.荧光滴定

将稀释后滤液放入棕色的反应器中，加入金属离子标准溶液，置于恒温振荡培养箱内反应；

C.三维荧光光谱测定

将反应后溶液在三维荧光光谱仪上测试其荧光特征，得到样品的原始荧光数据；

D.荧光数据的标准化处理

采用软件ActivePerl对原始荧光数据进行标准化处理；

E.标准化荧光数据的平行因子分析PARAFAC

标准化荧光数据在MATLAB 7.0平台上进行PARAFAC计算，得到最优组分数及各组分的荧光强度数据；

F.各组分有机物与金属络合常数的计算

采用有机物与金属离子1∶1络合的化学计量学模型，将上述计算结果在SPSS 13.0工作平台上进行非线性回归拟合分析，计算得到各组分中有机物与金属的络合常数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的水样包括：取自于河流、湖泊、地下水、海洋、雨水的自然水环境中的样品，以及取自于城市生活污水和工业废水在产生、收集运输、处理与排放各阶段的水样，其总有机碳的含量大于1mg/L；并控制稀释后水样的总有机碳含量在1-20mg/L。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的反应器本身荧光物质的溶出小于三维荧光光谱仪的检测限，以超纯水和0.005-0.05mol/L醋酸溶液48h溶出前后荧光特征峰变化来判定。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的金属离子包括：Fe、Al、Ca、Mg、Cu、Pb、Cd、Ni、Zn和Hg；金属离子标准溶液是采用分析纯及以上纯度的金属氯化物或硝酸盐溶于超纯水配置而成，浓度为0.01mol/L和0.1mol/L，每个样品控制5-20个金属离子浓度梯度，其浓度范围在1-200μmol/L，标液滴定用量在1-100μL。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的恒温振荡培养箱内反应的条件为：反应时间1-48h，控制温度为25±0.1℃，振荡器转速为100-300r/min。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的三维荧光光谱仪仪器参数设置为：激发波长范围为200-450nm，发射波长范围为250-500nm，狭缝宽度为5nm，扫描速度为1200nm/min，运行模式为Scan模式，每隔2nm取一个点，先分析超纯水的荧光值，测试样品前扣除空白样品的荧光值，得到样品的原始荧光数据。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的采用软件ActivePerl对原始荧光数据进行标准化处理具体操作如下：采用软件ActivePerl首先去除瑞利与拉曼散射，然后将去除散射后的荧光数据除以其总有机碳的含量，并采用“”替换荧光数据中的上三角背景值，用“0”替换荧光数据中的负数，得到单位有机物含量的标准化荧光数据。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的标准化荧光数据在MATLAB 7.0平台上进行PARAFAC计算具体操作如下：将获得的一系列标准化荧光数据按滴定金属浓度顺序由低到高排列在一个数据文件中，采用N-way工具包与DOMFluor扩展工具包对标准化荧光数据进行PARAFAC分析计算，包括：离群样品的辨认与去除、组分数为2-10的计算及模型的验证，得到最优组分数及各组分的荧光强度数据；其中N-way工具包与DOMFluor扩展工具包可从www.models.life.ku.dk获得的免费工具包。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的平行因子分析法中计算与验证最优组分数是采用残差分析、分半分析和目视检验。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的有机物与金属离子1∶1络合的化学计量学模型的计算公式为：

I=I0+(IML-I0)(12KMCL)(1+KMCL+KMCM-(1+KMCL+KMCM)2-4KM2CLCM)]]>

其中，I：荧光强度，C_M：金属离子浓度，C_L：络合剂浓度，K_M：稳定常数，I_ML：极限荧光强度。