[发明专利]一种选择性定量采集水环境中Cd的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境监测领域，具体涉及一种选择性定量采集水环境中Cd的方法。

背景技术

Cd是一种有毒重金属，广泛被应用于电镀工业、化工业、电子业和核工业等领域，其中Cd²⁺，Cd（OH）¹⁺和CdCl₄^2-等是工业生产中常见的镉的污染废弃物。Cd不是人体的必需元素，人体内的Cd是出生后从外界环境中吸取的，主要通过食物﹑水和空气而进入体内蓄积下来，长期吸入Cd可产生慢性中毒，引起肾脏损害。水体中Cd的污染主要来自地表径流和工业废水，硫铁矿石制取硫酸和由磷矿石制取磷肥时排出的废水中含Cd较高，每升废水含Cd可达数十至数百微克，大气中的铅锌矿以及有色金属冶炼、燃烧、塑料制品的焚烧形成的Cd颗粒都可能进入水中；用锅作原料的触媒、颜料、塑料稳定剂、合成橡胶硫化剂、杀菌剂等排放的Cd也会对水体造成污染，在城市用水过程中，往往由于容器和管道的污染也可使饮用水中Cd含量增加。世界各地都曾发生过Cd中毒事件，因此含Cd的化合物污染和防治已日益引起人们的普遍关往。

环境监测在控制Cd污染、保护环境方面起着非常重要的作用，曾被形象地比喻为环境保护的眼睛、哨兵和尺子。在环境监测质量控制的一系列步骤中，采样是环境监测的基础，往往决定了最后结论的可信度。水环境监测常用的采样方式是定期或不定期的采用人工方式采样，在实际常规的水样收集、保存和分析过程中存在着潜在的问题，例如：现场或实验室处理设备引起的污染；现场过滤样品中颗粒物质的影响；分析之前样品运输和保存期间浓度的变化；所采用的化学分析方法以及此方法对分析干扰是否最小等。 

本发明公开的选择性定量采集水环境中的Cd的方法是利用分子印迹聚合物实现Cd的定量采集。欧洲专利第190228号公开了制备分子印记聚合物的印迹技术，在印迹技术中, 当金属离子与带官能团的功能硅烷接触时会形成多重作用点，聚合过程中这种作用就会被记忆下来，当金属离子被去除后，聚合物中就形成了与金属离子空间构型相匹配的具有多重作用位点的空穴，这样的空穴将对该种金属离子具有选择识别特性。

发明内容

针对现有的人工采样方式存在的不足，本发明提供了一种选择性定量采集水环境中Cd的方法，通过惰性的半透膜或水凝胶控制Cd的交换过程，并利用对Cd具有特异选择性结合和富集作用的分子印迹聚合物实现Cd的单向扩散，从而做到对水环境中的Cd的定量采集的方法。

实现本发明的技术方案按照以下步骤进行：

使用1-100mg分子印记聚合物，将其与半透膜或水凝胶一同置于采集装置中，用纤维素薄膜密封好，然后将该装置在水环境中放置1小时到1年，取出装置，测定Cd的浓度，并计算放置时间内水体中Cd的平均浓度。

其中，本发明方发所述的Cd为Cd²⁺，Cd（OH）¹⁺和CdCl₄^2-。

所述的分子印记聚合物是以Cd²⁺，Cd（OH）¹⁺或CdCl₄²为模板，利用分子印迹技术制备的对Cd有特异选择性结合的分子印记聚合物。

所述的半透膜是透析膜、色谱纸、渗析膜、生物膜、胶棉薄膜、玻璃纸、羊皮纸、动物膀胱膜、聚醚砜膜、聚砜膜或亲水偏氟膜；所述的水凝胶是聚丙烯酰胺凝胶、葡聚糖凝胶G₁₀、葡聚糖凝胶G₂₅、葡聚糖凝胶G₅₀、葡聚糖凝胶G₇₅、葡聚糖凝胶G₁₀₀、葡聚糖凝胶G₁₅₀、葡聚糖凝胶G₂₀₀或琼脂糖凝胶；其孔径均≤0.22 μm。