一种基于电脑成像密度计量(cid)技术测定磷含量的dgt方法
【专利摘要】一种基于电脑成像密度计量（CID）技术测定磷含量的DGT方法，将ZrO2磷固定膜组装成DGT装置放入磷介质中吸收磷后，将该膜放入85℃热水中热处理5天，促使薄膜吸收的磷被进一步被固定，将该固定膜再放入着色剂中进行着色，利用扫描仪对着色后的薄膜进行扫描，利用软件将扫描获得的图像颜色转成灰度，再根据建立的ZrO2膜对磷累积量与表面灰度的校正曲线，将得到的灰度转化成磷累积量；根据磷固定膜表面磷累积量通过Fick第一扩散定律计算得到含磷介质中的磷含量。本发明的方法采用CID技术，避免了常规方法中切片、提取等操作，可非常快速、简便地获得膜中磷积累量和含磷介质中的磷含量和空间分布等信息。
【专利说明】一种基于电脑成像密度计量（cID)技术测定磷含量的DGT 方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种土壤、沉积物等环境介质中磷含量和空间分布信息的测定和收集 方法，尤其涉及一种基于电脑成像密度计量（CID)技术测定磷含量的DGT方法，适用于薄膜 扩散梯度（Diffusive gradients in thin films，DGT)测定技术中固定膜表面磷积累量的 测定。
【背景技术】
[0002] 薄膜扩散梯度（Diffusive gradients in thin films,DGT)测定技术是一种非破 坏性、原位获取沉积物中污染物分布和活性的新技术，主要由英国Lancaster大学Davison 和Zhang等在上世纪90年代中期发展起来。该技术装置主要由固定膜和扩散膜叠加组成 (图1)，两者均由凝胶配置而成，其中固定膜通过向凝胶中加入能吸附污染物离子的固定 剂配置而成。当DGT装置放入沉积物中，污染物离子以扩散方式穿过扩散膜，随即被固定膜 捕获，并在扩散膜上形成线性梯度分布，扩散膜与固定膜接触一端的离子浓度维持为零，与 介质接触一端的浓度（〇DCT)为：
【权利要求】
1. 一种基于电脑成像密度计量（CID)技术测定磷含量的DGT方法，将包含磷固定膜的 DGT装置放入含磷介质中吸收磷，根据磷固定膜表面磷累积量通过Fick第一扩散定律计算 得到含磷介质中的磷含量，其特征在于：磷固定膜吸收磷后，首先对磷固定膜进行热处理， 以消除着色过程中磷和有色物质的扩散；再将磷固定膜放入显色剂中，直接在磷固定膜表 面进行着色；对着色后的磷固定膜表面进行扫描，并将扫描获得的图像颜色转成灰度值，根 据建立的磷固定膜表面磷累积量与表面灰度值的校正曲线，将得到的灰度值转化成的磷固 定膜表面的磷累积量。
2. 根据权利要求1所述的基于电脑成像密度计量（CID)技术测定磷含量的DGT方法， 其特征在于：所述的磷固定膜为以Zr02为固定剂的聚丙烯酰胺凝胶薄膜。
3. 根据权利要求2所述的基于电脑成像密度计量（CID)技术测定磷含量的DGT方法， 其特征在于：所述的磷固定膜为改进型Zr02聚丙烯酰胺凝胶薄膜，膜表面均匀分布粒径 < 5 μ m的二氧化锆颗粒。
4. 根据权利要求1所述的基于电脑成像密度计量（CID)技术测定磷含量的DGT方法， 其特征在于：所述的方法中，热处理的方法是将磷固定膜置于去离子水中，85°C恒温处理 120h以上。
5. 根据权利要求1所述的基于电脑成像密度计量（CID)技术测定磷含量的DGT方法， 其特征在于，将热处理后的磷固定膜取出，加入显色剂，35°C恒温显色45min。
6. 根据权利要求1所述的基于电脑成像密度计量（CID)技术测定磷含量的DGT方法， 其特征在于，所述的显色剂为磷钥蓝比色法中的显色剂。
7. 根据权利要求1所述的基于电脑成像密度计量（CID)技术测定磷含量的DGT方法， 其特征在于，磷固定膜表面进行扫描的分辨率设置为300-600dpi。
8. 根据权利要求1所述的方法基于电脑成像密度计量（CID)技术测定磷含量的DGT方 法，其特征在于，所述方法的具体操作步骤为： a) DGT装置组装：将磷固定膜组装成DGT装置； b) 磷吸收：将DGT装置投入含磷介质中，磷固定膜接触含磷介质，使磷富集于磷固定膜 表面； c) 膜热处理：磷固定膜接触含磷介质的一面朝上，置于装有超纯水的玻璃容器中，放 入85°C恒温烘箱中120小时间； d) 膜着色：将热处理后的磷固定膜取出，加入显色剂，35°C恒温显色45min ; e) 扫描：利用扫描仪将着色后的磷固定膜进行扫描，分辨率设置为300-600dpi，并将 扫 描获得的图像颜色转化成灰度值； f) 校正曲线的建立：按步骤a)和b)的方法将磷固定膜置于一组已知浓度的磷溶液 中吸收磷，每个浓度至少包含两个平行样品，一个平行样品用NaOH提取后，用磷钥蓝比色 法测定提取液中磷的浓度，计算磷固定膜表面磷的累积量；另一个平行样品按照与步骤 (c)?（e)相同的方法将扫描获得的图像颜色转成灰度值，然后将同一磷溶液中磷固定膜 的灰度值与磷累积量拟合成校正曲线； g) 数据处理：根据建立的磷固定膜表面磷累积量与表面灰度的校正曲线，将得到的灰 度值转化成磷固定膜表面的磷累积量；再根据Fick第一定律将磷固定膜表面累积量换算 成对应含磷介质的磷含量：
上式中，Μ为膜单位面积的累积量，单位为μ g/cm2, Λ g为扩散膜厚度，单位为cm ;Dg为 磷酸根离子在扩散膜中的扩散系数，单位为cm2/s ;t为放置时间，单位为秒，CDeT为含磷介质 中的磷含量，单位为μ g/L。
【文档编号】G01N21/78GK104048956SQ201310079043
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年3月12日 优先权日:2013年3月12日
【发明者】丁士明, 朱春刚, 许笛 申请人:中国科学院南京地理与湖泊研究所