【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海洋化学分析，具体涉及一种可同时实现fe(ⅱ)和mn(ⅱ)原位检测的系统及检测方法。
技术介绍
1、fe和mn作为海洋中重要的痕量金属元素，在众多微生物的生命过程中发挥着重要作用，参与细胞内的呼吸作用、光合作用以及氧的传递等过程。此外，fe、mn元素的浓度高低还会影响海洋初级生产力和碳循环。
2、由于fe、mn元素在海洋中的浓度很低(nmol/l级)，在采样和分析过程中极易受到污染，而且海水基质复杂，室内分析和测定比较繁琐。我国大多数科考船不具备洁净采样条件，因此对海洋中fe、mn元素的研究十分薄弱，明显落后于美国、欧洲和日本等发达国家。近期，随着海洋技术，尤其是海洋观测技术的发展，对海洋原位传感器/分析仪的需求大大提高。
3、目前，尽管国际上已有基于流动注射分析技术和分光光度法或化学发光法研制的水下原位fe、mn分析仪，但由于流动注射分析技术需要样品量和试剂量均较大，不能进行长期连续检测，且分光光度法的检测限相对较高，需要增加富集柱才可以检测海水中fe(ii)和mn(ii)。顺序注射分析技术精度较高，所需要样品和试剂用量较少，准确度较高，目前尚未有联合顺序注射分析技术和化学发光方法进行水下原位同时检测海水中fe(ii)和mn(ii)的装置和方法。
4、另外，在mn(ii)的测定过程中，fe(ii)和fe(iii)会产生较大的干扰，因此在测定mn(ii)之前需要预先除去fe(ii)和fe(iii)，okamura等选择kelex-100作为螯合树脂柱中的螯合树脂消除其对于mn(i
技术实现思路
1、为解决目前技术的不足，本专利技术结合现有技术，从实际应用出发，提供一种可同时实现海水中fe(ⅱ)和mn(ⅱ)原位检测的系统及检测方法，基于化学发光方法和顺序注射技术，实现原位同时检测海水中fe(ⅱ)和mn(ⅱ)，具有试剂和样品消耗量小、自动化程度高、检测限低的优点；此外，在测定mn(ii)之前，本系统采用氨三乙酸(nitriloacetic acid，nta)作为螯合树脂柱中的螯合树脂，该树脂可在海水ph≈8.0的条件下除去海水中fe(ii)和fe(iii)，降低其对mn(ii)测定的干扰。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、根据本专利技术的一方面，提供一种可同时实现海水中fe(ⅱ)和mn(ⅱ)原位检测的系统，包括耐压舱，所述耐压舱上设置海水进样单元，所述耐压舱内部设置顺序注射单元、光化学检测单元、试剂存储单元和中央控制单元，所述海水进样单元与顺序注射单元连通，所述顺序注射单元与试剂存储单元和光化学检测单元连通，所述中央控制单元单元与顺序注射单元、光化学检测单元电连接。
4、进一步的，所述海水进样单元包括进水管，所述进水管伸入到耐压舱内，所述进水管的进水端上设置微孔过滤器，所述进水管的出水端连接第一两位三通阀，所述第一两位三通阀分别连接螯合树脂柱和顺序注射单元。
5、进一步的，顺序注射单元包括注射泵，所述注射泵连接第二两位三通阀，所述第二两位三通阀连接储液环，所述储液环连接十二位选择阀。
6、进一步的，所述光化学检测单元包括反应池和光子计数器，所述反应池与十二位选择阀的2个端口连通，所述反应池出水口安装电磁阀。
7、进一步的，所述试剂存储单元包括9个试剂袋，其中8个试剂袋分别与十二位选择阀的8个端口连通，1个试剂袋与反应池出水口连通。
8、根据本专利技术的另一方面，提供一种可实现海水中fe(ⅱ)方法，采用如上所述的系统，包括以下步骤：
9、s1、打开并设置光子计数器，光子计数器采样间隔设置为100～200ms，电压设置为300～1200v，注射泵进样速率设置为1～2ml/min；
10、s2、清洗反应池，关闭电磁阀，第二两位三通阀置于l位置，十二位选择阀进液通道与⑨号端口连通，利用注射泵吸取试剂袋中的超纯水至储液环中，将十二位选择阀切换至号端口，注射泵将储液环中超纯水注入反应池，如此循环三次；打开电磁阀，将第二两位三通阀置于r位置，注射泵吸取空气至储液环中，将第二两位三通阀置于l位置，注射泵将储液环中空气注入反应池排出残留液体；
11、s3、将fe(ⅱ)发光试剂注入反应池，关闭电磁阀，第二两位三通阀置于l位置，十二位选择阀进液通道与③号端口连通，注射泵吸取fe(ⅱ)发光试剂至储液环中，再将十二位选择阀切换至号端口，注射泵将储液环中fe(ⅱ)发光试剂注入反应池；
12、s4、清洗进液管路和储液环，第二两位三通阀置于l位置，十二位选择阀进液通道与⑨号端口连通，利用注射泵吸取超纯水至储液环中，再将十二位选择阀切换至⑩号端口，注射泵将储液环中清洗液排出至废液袋中；
13、s5、将盐酸溶液注入反应池，第二两位三通阀置于l位置，十二位选择阀进液通道与⑥号端口连通，注射泵吸取盐酸溶液至储液环中，再将十二位选择阀切换至号端口，注射泵将储液环中盐酸溶液注入反应池；
14、s6、将海水样品注入反应池，第一两位三通阀置于r位置，十二位选择阀进液通道与①号端口连通，第二两位三通阀置于l位置，利用注射泵通过海水进样装置吸取原位海水样品至储液环中，再将十二位选择阀切换至号端口，注射泵将储液环中海水样品注入反应池发生化学发光反应；
15、s7、光子计数器检测化学发光反应所产生的光子数，并将数据传输至中央控制单元；
16、s8、中央控制单元根据光子数与fe(ii)工作曲线的回归方程计算海水样品中的fe(ⅱ)浓度。
17、进一步的，所述fe(ii)发光试剂为3-氨基-苯二甲酰肼(鲁米诺)和氨水的混合溶液，混合溶液ph＝11.0～12.0，鲁米诺浓度为5.0～10.0mmol/l，所述盐酸溶液浓度为1.0～2.0mol/l。
18、进一步的，所述fe(ⅱ)发光试剂与样品体积比为3:1～5:1，fe(ⅱ)发光试剂与盐酸溶液体积比为6:1～8:1。
19、根据本专利技术的另一方面，提供一种可实现mn(ⅱ)原位检测的方法，采用如上所述的系统，包括以下步骤：
20、p1、打开并设置光子计数器，光子计数器采样间隔设置为100～200ms，电压设置为300～1200v，注射泵进样速率设置为1～2ml/min；
21、p2、清洗反应池，关闭电磁阀，第二两位三通阀置于l位置，十二位选择阀进液通道与⑨号端口连通，利用注射泵吸取试剂袋中的超纯水至储液环中，将十二位选择阀切换至号端口，注射泵将储液环中超纯水注入反应池，如此循环三次；打开电磁阀，将第二两位三通阀置于r位置，注射泵吸取空气至储液环中，将第二两位三通阀置于l位置，注射泵将储液环中空气注入反应池排出残留液体；
22、p3、将mn(ⅱ)发光试剂注入反应池，关闭电磁阀，第二两位三通阀置于l位置，十二位选择阀进液通道与④本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可同时实现海水中Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)原位检测的系统，其特征在于，包括耐压舱(1)，所述耐压舱(1)上设置海水进样单元，所述耐压舱(1)内部设置顺序注射单元、光化学检测单元、试剂存储单元和中央控制单元，所述海水进样单元与顺序注射单元连通，所述顺序注射单元与试剂存储单元和光化学检测单元连通，所述中央控制单元与顺序注射单元、光化学检测单元电连接。
2.根据权利要求1所述的一种可同时实现海水中Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)原位检测的系统，其特征在于，所述海水进样单元包括进水管(2)，所述进水管(2)伸入到耐压舱(1)内，所述进水管(2)的进水端上设置微孔过滤器(3)，所述进水管(2)的出水端连接第一两位三通阀(4)，所述第一两位三通阀(4)分别连接螯合树脂柱(5)和顺序注射单元。
3.根据权利要求1所述的一种可同时实现海水中Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)原位检测的系统，其特征在于,顺序注射单元包括注射泵(6)，所述注射泵(6)连接第二两位三通阀(7)，所述第二两位三通阀(7)连接储液环(8)，所述储液环(8)连接十二位选择阀(9)。
4.根据权利要求3所述的
5.根据权利要求1所述的一种可同时实现海水中Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)原位检测的系统，其特征在于：所述试剂存储单元包括9个试剂袋(13)，其中8个试剂袋(13)分别与十二位选择阀(9)的8个端口连通，1个试剂袋(13)与反应池(10)出水口连通。
6.一种可实现海水中Fe(Ⅱ)原位检测的方法，其特征在于，采用如权利要求1-5任一项所述的系统，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种可实现海水中Fe(Ⅱ)原位检测的方法，其特征在于，所述Fe(Ⅱ)发光试剂为3-氨基-苯二甲酰肼和氨水的混合溶液，混合溶液pH＝11.0～12.0，3-氨基-苯二甲酰肼浓度为5.0～10.0mmol/l，所述盐酸溶液浓度为1.0～2.0mol/l。
8.根据权利要求6所述的一种可实现海水中Fe(Ⅱ)原位检测的方法，其特征在于，所述Fe(Ⅱ)发光试剂与样品体积比为3:1～5:1，Fe(Ⅱ)发光试剂与盐酸溶液体积比为6:1～8:1。
9.一种可实现海水中Mn(Ⅱ)原位检测的方法，采用如权利要求1-5任一项所述的系统，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种可实现海水中Mn(Ⅱ)原位检测的方法，其特征在于，所述Mn(II)发光试剂为3-氨基-苯二甲酰肼、氨水和三亚乙基四胺的混合溶液，混合溶液pH＝11.0～12.0，3-氨基-苯二甲酰肼浓度为0.5～2.0mmol/l，三亚乙基四胺浓度为0.5～2.0mmol/l，所述双氧水溶液浓度为0.5～2.0mol/l，所述盐酸溶液浓度为1.0～2.0mol/l。
...【技术特征摘要】
1.一种可同时实现海水中fe(ⅱ)和mn(ⅱ)原位检测的系统，其特征在于，包括耐压舱(1)，所述耐压舱(1)上设置海水进样单元，所述耐压舱(1)内部设置顺序注射单元、光化学检测单元、试剂存储单元和中央控制单元，所述海水进样单元与顺序注射单元连通，所述顺序注射单元与试剂存储单元和光化学检测单元连通，所述中央控制单元与顺序注射单元、光化学检测单元电连接。
2.根据权利要求1所述的一种可同时实现海水中fe(ⅱ)和mn(ⅱ)原位检测的系统，其特征在于，所述海水进样单元包括进水管(2)，所述进水管(2)伸入到耐压舱(1)内，所述进水管(2)的进水端上设置微孔过滤器(3)，所述进水管(2)的出水端连接第一两位三通阀(4)，所述第一两位三通阀(4)分别连接螯合树脂柱(5)和顺序注射单元。
3.根据权利要求1所述的一种可同时实现海水中fe(ⅱ)和mn(ⅱ)原位检测的系统，其特征在于,顺序注射单元包括注射泵(6)，所述注射泵(6)连接第二两位三通阀(7)，所述第二两位三通阀(7)连接储液环(8)，所述储液环(8)连接十二位选择阀(9)。
4.根据权利要求3所述的一种可同时实现海水中fe(ⅱ)和mn(ⅱ)原位检测的系统，其特征在于：所述光化学检测单元包括反应池(10)和光子计数器(11)，所述反应池(10)的两个进样口与十二位选择阀(9)的2个端口连通，所述反应池(10)出水口安装电磁阀(12)。
5.根据权利要求1所述的一种可同时实现海水中fe(ⅱ)和...
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