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近些年来,随着我国经济的快速发展,水质问题愈发突出。总磷是反应水体受污染程度的一个重要指标。水环境中总磷含量的超标会引发严重的环境问题,对人类的生命健康构成严重的威胁。因此,水环境中总磷的检测非常重要。 水中总磷的检测需要先经过消解,在一定条件下将各种形态的磷转化为正磷酸盐。目前国内外比较常见的总磷消解方法有热消解、微波消解、超声消解、Fenton试剂氧化消解以及紫外光辅助消解等,这些消解方法虽然能够得到比较理想的消解效果,但也存在一些不足,如操作复杂、需要专用的设备,系统体积大、功耗高,并需要强氧化剂,不利于总磷的现场、在线检测。 本论文面向水环境中总磷的现场、在线检测,研究短波长紫外光和热对总磷进行联合消解的方法,研究消解装置的结构设计,研制出基于螺旋型石英消解管的“卷筒”式消解装置,并搭建出小型自动消解系统,实现了无需强氧化试剂下对总磷的低功耗、高效率消解,为总磷的现场、在线检测提供有效的消解方法。 研究中设计了基于弯曲型石英消解管的“汉堡”式消解装置和基于螺旋型石英消解管的“卷筒”式消解装置,研究了紫外光照方式、加热方式等对总磷消解率的影响。实验结果表明,“卷筒”式消解装置具有更佳的消解效果。 采用“卷筒”式消解装置研究了液层厚度、消解时间、消解温度、紫外光照强度等因素对总磷消解率的影响。通过消解参数的优化,实现了在无强氧化试剂下对总磷的低温(80℃)消解,对典型的总磷标志物、总磷标准样品以及实际水样进行消解测试,消解率优于90%,消解浓度范围满足我国地表水中总磷检测的要求。 本文研制的小型总磷消解系统可以在较低的温度及常压下实现微量水样的消解,无需氧化剂,具有较低的功耗,并能够与后续的电化学传感器连用,实现对总磷的检测。该研究对于实现小型化的水质总磷现场、在线检测系统具有重要的意义。