一种溶解性有机物分子量分布的检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种溶解性有机物分子量分布的检测装置及检测方法，检测方法包括：(1)使样品在流动载体试剂的作用下进入凝胶层析柱中进行层析；(2)使从凝胶层析柱末端流出的层析液依次按照紫外检测、溶解性有机碳检测的顺序进行处理；测定得出样品的信号强度‑保留时间分布曲线；(3)将样品的信号强度‑保留时间分布曲线与标准溶液的分子量‑保留时间分布曲线结合，得出样品的信号强度‑分子量分布曲线。本发明专利技术提供的DOM分子量分布的检测方法，是基于UV、DOC浓度同步测定溶解性有机物的分子量分布，实现了同步测定DOM中特异性生色团组分和溶解性有机碳组分的分子量分布。

A Detection Device and Detection Method for Molecular Weight Distribution of Dissolved Organic Matter

The invention discloses a device for detecting the molecular weight distribution of dissolved organic matter and a detection method thereof. The detection method comprises: (1) the sample is injected into the gel chromatographic column under the action of a mobile carrier reagent; and (2) the chromatographic fluid flowing out from the end of the gel column is processed according to the sequence of ultraviolet detection and dissolved organic carbon detection; and the signal intensity of the sample is determined. Degree retention time distribution curve; (3) The signal intensity and retention time distribution curve of the sample were combined with the molecular weight and retention time distribution curve of the standard solution to obtain the signal intensity and molecular weight distribution curve of the sample. The detection method of DOM molecular weight distribution provided by the invention is based on Simultaneous Determination of molecular weight distribution of dissolved organic matter by UV and DOC concentration, and realizes simultaneous determination of molecular weight distribution of specific chromophore components and dissolved organic carbon components in DOM.

【技术实现步骤摘要】
一种溶解性有机物分子量分布的检测装置及检测方法
本专利技术涉及水处理领域，尤其涉及一种溶解性有机物分子量分布的检测装置及检测方法。
技术介绍
溶解性有机物(DissolvedOrganicMatter，DOM)是地下水、地表水和各类污水中污染物的主要组成，其分子量分布较广，为几百至几十万道尔顿(Da)。不同分子量组分的DOM性质差异大，影响有毒有害新兴污染物和重金属等的迁移转化和去除降解，对饮用水和污水处理效果发挥着重大影响。在水处理领域，化学氧化和生物降解是目前最常用的两类处理工艺。由于不同分子量的氧化活性、可生物降解性、腐殖化程度、芳香度等性质各不相同，解析化学氧化、生物降解等工艺中DOM分子量变化，可有效优化指导水处理工艺设计与运行，对水中污染物控制和水质净化具有重要意义。当前测量DOM分子量分布的方法主要包括激光散射、渗透压分析、高效凝胶液相色谱法(HighPerformanceSizeExclusionChromatography，HPSEC)。其中HPSEC方法以分析时间短，检测精度高、操作简便等优点，在DOM分子量分布测量中应用广泛。然而，目前常用的HPSEC方法受限于检测器类型为紫外线(UV)检测器，紫外线检测器仅能检测基于紫外线吸收的生色团组分的分子量分布，即HPSEC-UV检测系统不能全面反映DOM分子量组分，应用局限性大。因此，有必要开发新型的HPSEC检测器系统，全面反映DOM分子量。此外，溶解性有机碳(DOC)含量常用于表示溶解性有机物的总浓度，开发基于溶解性有机碳检测器的HPSEC系统对深入了解溶解性有机物的分子量信息具有重要指导意义。基于DOC检测器的DOM分子量分布可全部反映所有DOM分子量组分，但是，目前常用的DOC检测器多基于完全燃烧法，在催化剂、氧气、高温作用下将有机碳转化成二氧化碳并进行红外线检测，由于完全燃烧法的检测时间较长，仅能进行间歇式检测，不能实现在线连续检测，不能串联于HPSEC系统，因此，有必要进行组装可实现DOC连续测量的检测系统，并串联于HPSEC-UV系统，开发出DOM的HPSEC-UV-DOC分子量分布检测装置和方法。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于紫外线吸收(UV)和溶解性有机碳(DOC)并能够全面反映DOM分子量的新型HPSEC检测装置及检测方法。第一方面，本专利技术提供的溶解性有机物分子量分布的检测方法，包括以下步骤：(1)使样品在流动载体试剂的作用下进入凝胶层析柱中进行层析；(2)使从凝胶层析柱末端流出的层析液依次按照紫外检测、溶解性有机碳检测的顺序进行处理；测定样品在紫外检测、溶解性有机碳检测过程中的信号强度及保留时间，得出样品在相应检测过程中的信号强度-保留时间分布曲线；(3)将步骤(2)中样品的信号强度-保留时间分布曲线与标准溶液在相应检测过程中的分子量-保留时间分布曲线结合比对，得出样品在相应检测过程中的信号强度-分子量分布曲线；其中，分子量-保留时间分布曲线的获取方法是：测定不同分子量的标准溶液在相应检测过程中的保留时间，得出标准溶液在相应检测过程中的分子量-保留时间分布曲线。进一步地，步骤(2)中，溶解性有机碳检测的具体方法是：在上一步检测后的样品中添加酸化剂进行无机碳脱除处理，使样品中的无机碳以碳酸形式存在，并且经载气吹扫后，无机碳以二氧化碳形式被脱除；在经无机碳脱除后的样品中添加氧化剂，再进行矿化处理，样品中的有机物被彻底矿化生成二氧化碳，矿化生成的二氧化碳浓度信号再经CO2检测模块进行检测。进一步地，在步骤(2)中，在紫外检测与溶解性有机碳检测之间进行荧光检测，或在凝胶层析柱与紫外检测之间进行荧光检测；同时，测定样品在荧光检测过程中的信号强度及保留时间，得出样品在荧光检测过程中的信号强度-保留时间分布曲线。第二方面，本专利技术提供的溶解性有机物分子量分布的检测装置，是基于第一方面提供的检测方法，所述检测装置包括依次通过管道串联的流动相输送模块、自动进样模块、凝胶层析柱、紫外检测器、溶解性有机碳检测系统以及废液缸，紫外检测器、溶解性有机碳检测系统与数据采集及分析系统连接，数据采集及分析系统用于采集紫外吸收信号、溶解性有机碳浓度信号以及相应的保留时间，从而得出样品在相应检测过程中的信号强度-分子量分布曲线。进一步地，紫外检测器与溶解性有机碳检测系统之间串联荧光检测器，或在荧光凝胶层析柱与紫外检测器之间串联荧光检测器，荧光检测器与数据采集及分析系统连接，用于采集荧光基团的荧光信号及相应的保留时间，并得出样品在荧光检测过程中的信号强度-分子量分布曲线。进一步地，溶解性有机碳检测系统包括依次通过管道连接的酸化剂添加模块、无机碳脱除模块、氧化剂添加模块、矿化模块以及CO2检测模块，CO2检测模块通过模数转化器与数据采集及分析系统连接，用于将CO2检测模块输出的电信号转化成数字信号，再传输给数据采集及分析系统。本专利技术提供的溶解性有机物分子量分布的检测装置及检测方法，是基于紫外线吸收(UV)、溶解性有机碳(DOC)浓度两个角度同步测定溶解性有机物(DOM)的分子量分布，实现了同步测定DOM中特异性生色团组分和溶解性有机碳组分的分子量分布；进一步地，通过紫外线吸收(UV)、荧光效应(FL)、溶解性有机碳(DOC)浓度三个角度同步测定溶解性有机物(DOM)的分子量分布，实现了同步测定DOM中特异性生色团组分、荧光基团和溶解性有机碳组分的分子量分布。附图说明图1为本专利技术提供的溶解性有机物分子量分布的检测装置的结构示意图；图2为同步检测溶解性有机物基于紫外吸收、荧光效应和溶解性有机碳浓度的分子量分布的标准曲线图；图3为同步检测溶解性有机物基于紫外线吸收、荧光效应和溶解性有机碳浓度的分子量分布的色谱示意图。其中，1、流动相输送模块；11、流动相试剂瓶；12、流动相泵；2、自动进样模块；3、凝胶层析柱；4、紫外检测器；5、荧光检测器；6、溶解性有机碳检测系统；61、酸化剂添加模块；611、酸化剂瓶；612、酸化剂添加泵；62、无机碳脱除模块；621、气液分离器；622、载气瓶；63、氧化剂添加模块；631、氧化剂瓶；632、氧化剂添加泵；64、矿化模块；65、CO2检测模块；66、模数转化器；7、废液缸；8、数据采集及分析系统。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。本专利技术提供的溶解性有机物分子量分布的检测方法，包括以下步骤：(1)使样品在流动载体试剂的作用下进入凝胶层析柱中进行层析；(2)使从凝胶层析柱末端流出的层析液依次按照紫外检测、溶解性有机碳检测的顺序进行处理；测定样品在紫外(UV)检测、溶解性有机碳(DOC)检测过程中的信号强度及保留时间，得出样品在相应检测过程中的信号强度-保留时间分布曲线；(3)将步骤(2)中样品的信号强度-保留时间分布曲线与标准溶液在相应检测过程中的分子量-保留时间分布曲线结合比对，得出样品在相应检测过程中的信号强度-分子量分布曲线；其中，分子量-保留时间分布曲线的获取方法是：测定不同分子量的标准溶液在紫外检测、溶解性有机碳检测过程中的保留时间，得出标准溶液在相应检测过程中的分子量-保留时间分布曲线。上述检测方法可同步检测溶解性有机物基于紫外线吸收和溶解性有机碳的分子量分布，其原本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种溶解性有机物分子量分布的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)使样品在流动载体试剂的作用下进入凝胶层析柱中进行层析；(2)使从凝胶层析柱末端流出的层析液依次按照紫外检测、溶解性有机碳检测的顺序进行处理；测定样品在紫外检测、溶解性有机碳检测过程中的信号强度及保留时间，得出样品在相应检测过程中的信号强度‑保留时间分布曲线；(3)将步骤(2)中样品的信号强度‑保留时间分布曲线与标准溶液在相应检测过程中的分子量‑保留时间分布曲线结合比对，得出样品在相应检测过程中的信号强度‑分子量分布曲线；其中，分子量‑保留时间分布曲线的获取方法是：测定不同分子量的标准溶液在相应检测过程中的保留时间，得出标准溶液在相应检测过程中的分子量‑保留时间分布曲线。

【技术特征摘要】
1.一种溶解性有机物分子量分布的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)使样品在流动载体试剂的作用下进入凝胶层析柱中进行层析；(2)使从凝胶层析柱末端流出的层析液依次按照紫外检测、溶解性有机碳检测的顺序进行处理；测定样品在紫外检测、溶解性有机碳检测过程中的信号强度及保留时间，得出样品在相应检测过程中的信号强度-保留时间分布曲线；(3)将步骤(2)中样品的信号强度-保留时间分布曲线与标准溶液在相应检测过程中的分子量-保留时间分布曲线结合比对，得出样品在相应检测过程中的信号强度-分子量分布曲线；其中，分子量-保留时间分布曲线的获取方法是：测定不同分子量的标准溶液在相应检测过程中的保留时间，得出标准溶液在相应检测过程中的分子量-保留时间分布曲线。2.根据权利要求1所述的溶解性有机物分子量分布的检测方法，其特征在于，步骤(2)中，溶解性有机碳检测的具体方法是：在上一步检测后的样品中添加酸化剂进行无机碳脱除处理，使样品中的无机碳以碳酸形式存在，并且经载气吹扫后，无机碳以二氧化碳形式被脱除；在经无机碳脱除后的样品中添加氧化剂，再进行矿化处理，样品中的有机物被彻底矿化生成二氧化碳，矿化生成的二氧化碳浓度信号再经CO2检测模块进行检测。3.根据权利要求1所述的溶解性有机物分子量分布的检测方法，其特征在于，步骤(1)中，样品经过0.45μm滤膜过滤后再注入凝胶层析柱中，其DOC的浓度范围为0.5-200mg/L，注射体积为0.02-1mL；和/或，流动载体试剂为6.0mMpH＝7的磷酸盐缓冲溶液，其流速为0.2-2.0mL/min，添加速率为5-1000μL/min；和/或，凝胶层析柱的温度为20-35℃；和/或，步骤(2)中，紫外检测时的检测波长为254nm；和/或，酸化剂为H3PO4、HCl或H2SO4溶液，氧化剂为过硫酸盐溶液，两者的添加速率均为5-1000μL/min；和/或，步骤(3)中的标准溶液选择聚苯乙烯磺酸钠溶液，选择的相对分子量为210、3610、7540、32000、126700，其质量浓度，以有机碳计，为2-50mg-C/L，其进样体积为0.2-2mL。4.根据权利要求1-3任一所述的溶解性有机物分子量分布的检测方法，其特征在于，在步骤(2)中，在紫外检测与溶解性有机碳检测之间进行荧光检测，或在凝胶层析柱与紫外检测之间进行荧光检测；同时，测定样品在荧光检测过程中的信号强度及保留时间，得出样品在荧光检测过程中的信号强度-保留时间分布曲线。5.一种基于权利要求1-3任一所述溶解性有机物分子量分布检测方法的检测装置，其特征在于，所述检测装置包括依次通过管道串联的流动相输送模块(...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡洪营，王文龙，吴乾元，巫寅虎，陈卓，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11