CN104677867A - 一种以测定cod间接确定渗透探伤废水中荧光物质浓度的方法 - Google Patents

Abstract

一种以测定COD间接确定渗透探伤废水中荧光物质浓度的方法，属于废水分析技术领域。尤其是针对在工业领域中使用无损渗透检测过程中产生的荧光废水进行荧光量快速定量的方法。本发明采用紫外照射设备、凝胶图像拍摄设备、凝胶分析软件、COD测定设备组成的硬件系统。具体步骤包括荧渗透检测废水COD和荧光密度的测定、已知荧光物质浓度荧光液COD的和荧光密度测定、紫外条件下拍摄荧光效果图片、软件分析荧光效果图片、COD和荧光密度值的处理。本发明实现简单，易于操作，能对同一荧光处理厂的废水的荧光物质进行有效的质量浓度检测。

Description

一种以测定COD间接确定渗透探伤废水中荧光物质浓度的方法

技术领域

本发明涉及一种以COD间接确定荧光废水中荧光量的方法，尤其是针对在使用无损渗透检测过程中产生的荧光废水进行荧光量快速定量的方法，属于废水分析技术领域。

背景技术

随着科技的飞速发展，精密仪器和设备越来越多地应用于各个工业领域。这些设备的定期检测和维护是保证其安全生产运行的有力保障和必要手段。渗透检测又称渗透探伤，是一种以毛细作用原理为基础的检查表面开口缺陷的无损检测方法。渗透探伤操作简单，不需要复杂设备，费用低廉，缺陷显示直观，具有相当高的灵敏度，能发现宽度1微米以下的缺陷。这种方法由于检验对象不受材料组织结构和化学成分的限制，因而广泛应用于这些工业领域中黑色和有色金属锻件、铸件、焊接件、机加工件以及陶瓷、玻璃、塑料等表面缺陷的检查。它能检查出裂纹、冷隔、夹杂、疏松、折叠、气孔等缺陷，借以评价这些设备或者构件的完整性、连续性、及安全可靠性。渗透探伤包括荧光法和着色法。荧光法是将含有荧光物质的渗透液涂敷在被探伤件表面，通过毛细作用渗入表面缺陷中，然后清洗去表面的渗透液，将缺陷中的渗透液保留下来，进行显像。典型的显像方法是将均匀的白色粉末撒在被探伤件表面，将渗透液从缺陷处吸出并扩展到表面。一般情况下，荧光法的灵敏度高于着色法。所以，荧光渗透探伤是很多工业领域检测的主要手段。

荧光渗透探伤在实现了检测的快捷和稳定的同时也带来了环境问题。在使 用荧光渗透剂进行荧光渗透探伤以检测精密仪器或设备零件时，会在清洗过程产生了大量的荧光废水。在荧光渗透检测中使用的渗透液主要有水洗型、溶剂型和后乳化型三种。无论是哪种渗透剂类型，渗透检测所产生的荧光废水主要成分为荧光剂、表面活性剂等。荧光废水呈荧光绿色，具有有机物浓度高、色度高、污染强度大的特点。目前，普遍对荧光废水采用了生物、物理和化学等方法进行处理达到排放标准。但是，我国尚未在该种废水的排放标准中，将荧光量作为一项指标写入到标准。所以，虽然在物理化学及生物法处理后COD指标能到达到排放标准时，该废水在紫外灯下仍能观察到较强的荧光。这说明荧光废水中仍有一定量的荧光物质。根据医学临床试验证实，荧光物质可以使细胞产生变异性；荧光物质与人体的伤口接触时会阻碍伤口愈合，进入人体后需肝脏的酵素分解，加重了肝脏的负担。此外，如果对荧光物质接触过多，就可能有潜在的致癌危害。为此，确定排放到环境的荧光量是有效管理和防范荧光物质排放危害并进行潜在环境影响评价的前提。但是，目前尚无检测荧光废水荧光量的方法，寻求一种简单的、有效的、可操作的检测荧光物质含量的方法成为一种亟待解决技术需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单的、有效的、可操作的定量荧光废水中荧光量的方法，以便进一步对荧光废水排放的荧光物质量进行定量。实现对废水中荧光物质浓度的定量，并以COD间接进行表征。

本发明基于如下硬件系统：

公知的紫外照射设备、凝胶图像拍摄设备、凝胶分析软件、COD测定设备。

利用以上装置确定荧光废水中荧光物质浓度的方法，主要包括以下步骤：

步骤(1)、测定一定浓度的无损渗透检测过程中所使用的荧光渗透剂(即荧光废水所含有的荧光渗透剂)的COD值；

步骤(2)、进一步将步骤(1)一定浓度的荧光渗透剂用不含荧光的超纯水进行一系列的梯度稀释，并通过与步骤(1)同样的方法测定稀释后的荧光渗透剂的COD；

步骤(3)、制作含有1.5％琼脂的琼脂糖凝胶，将琼脂糖在制胶板上铺成0.5cm左右的琼脂糖凝胶，并用梳子制作出上样孔；

步骤(4)、将包含步骤(1)荧光渗透剂的荧光染料加水配置成一固定浓度的荧光液，以该荧光液作为固定浓度计量的参比液，以不含荧光染料的蒸馏水作为空白液；

步骤(5)、分别抽取步骤(4)等体积的具有已知浓度的参比液、空白液和步骤(2)中一系列以不含荧光的超纯水稀释的且已知浓度的荧光渗透剂顺序放入到凝胶板上的上样孔里；

步骤(6)、将步骤(5)上样后的凝胶放入到凝胶成像仪中，在避光环境中用紫外光照射，进行拍照获得荧光激发图片；

步骤(7)、用光密度分析软件对获步骤(6)的荧光激发图片进行分析，以空白液的荧光强度作为空白，得出注入的荧光渗透剂的相对荧光Volume值，即荧光渗透剂的荧光密度值；

步骤(8)、将步骤(2)稀释的荧光渗透剂的COD和步骤(7)对应的光密度值做成线性图，即可得出二者的关系式y＝ax+b，其中a、b是常数，x是COD值，y是荧光密度值；

步骤(9)、与步骤(4)相同，将包含步骤(1)荧光渗透剂的荧光染料加水配置成浓度梯度的一系列已知浓度的荧光液；

步骤(10)、分别抽取步骤(9)等体积的具有已知浓度的荧光液、空白液放入到步骤(3)制备的凝胶板上的上样孔里；将上样后的凝胶放入到凝胶成像仪中，在避光环境中用紫外光照射，进行拍照获得荧光激发图片；用光密度分析软件对得到的荧光激发图片进行分析，以空白液的荧光强度作为空白，得出注入的已知浓度的荧光液的相对荧光Volume值，即已知浓度的荧光液的荧光密度值；荧光液的荧光染料浓度和其对应的光密度总值做出线性拟合图，即可得出二者的关系式m＝cy+d，其中c、d是常数，y是荧光密度值，m是荧光染料的浓度；

步骤(11)通过步骤(8)和步骤(10)获得的两个方程可得：m＝acx+bc+d，其中a、b、c、d是常数，x是COD值，m是荧光液浓度。当有荧光废水，只需要测得其COD值，即可带入上式得出其荧光值。

本发明具有以下优点：

(1)COD是荧光废水处理时必须的水质检测指标，该方法能够在荧光废水处理过程中直接用COD值检测实现废水中荧光物质总量的定量；

(2)该方法可以实时检测废水处理过程中的荧光物质浓度，便于对处理过程和效果的掌握；

(3)针对不同废水可以建立针对性强的标准曲线。建立不同废水特有的定量方程，有效避免废水组分不同造成的定量差异；

(4)荧光量的检测方法方便快捷，检测稳定性强；

(5)该方法尤其适用于荧光探伤废水的检测，填补现在荧光废水中荧光定量方法的空白。

具体实施方式

实施例1

步骤(1)取一定荧光检测中使用的荧光渗透剂，测量其COD值为1850000mg/L；

步骤(2)用不含荧光的超纯水将该渗透剂进行梯度稀释，并测定稀释后的渗透剂COD浓度。稀释后的渗透剂COD浓度依次为39.75、78.37、149.9、290.7、390.5、659.6、1039、3209、4003和5471mg/L。

步骤(3)将1.5g的琼脂加入盛有100mL蒸馏水的锥形瓶中加热至沸腾，稍冷却后将琼脂溶液倒在竖有12孔制孔梳子的平板，经过30分钟凝固后拔掉梳子。如此重复制备2个凝胶板。

步骤(4)将包含步骤(1)荧光渗透剂的荧光染料加水配置成10g/L的荧光液，以该荧光液作为已知浓度计量的参比液。以不含荧光的蒸馏水作为空白液。

步骤(5)分别抽取20uL的步骤(4)中的参比液、空白液和步骤(2)中一系列以不含荧光的超纯水稀释的渗透剂顺序放入到凝胶板上的上样孔里。

步骤(6)将上样后的凝胶放入到公知的凝胶成像仪中。在避光环境中用紫外光照射，进行拍照获得荧光激发照片。

步骤(7)用Quantity One软件对获得图片进行分析，以空白液的荧光强度作为空白，得出步骤(2)中一系列以不含荧光的超纯水稀释的渗透剂对应的光密度值依次为：3484、3475、4280、6948、5988、7243、10159、19390、21512、23033。

步骤(8)将步骤(2)稀释的荧光渗透剂的COD和步骤(7)对应的光密度值做成线性图，即可得出二者的关系式y＝3.8927x+4870.6，x是COD值，y是荧 光密度值。

步骤(9)以不含荧光的超纯水对步骤(4)中配置的已知浓度为10g/L的荧光液进行多个梯度的稀释，稀释倍数为10、50、100、200。

步骤(10)分别抽取20uL步骤(9)的已知浓度的荧光液、空白液放入到步骤(3)制备的凝胶板上的上样孔里。将上样后的凝胶放入到凝胶成像仪中，在避光环境中用紫外光照射，进行拍照获得荧光激发图片；用光密度分析软件Quantity One对得到的荧光激发图片进行分析，以空白液的荧光强度作为空白，得出注入的已知浓度的荧光液的相对荧光Volume值，即已知浓度的荧光液的荧光密度值；即可得出二者的关系式m＝7×10^-5y-0.3406，其中y是荧光密度值，m是染液浓度。

步骤(11)通过步骤(8)和步骤(10)获得方程：m＝2.725×10^-4x-0.00034，其中a、b、c、d是常数，x是COD值，m是染液浓度。当有未知COD的荧光废水，只需要测得其COD值，即可带入上式得出其荧光值。

按照上述步骤利用该装置和方法将稀释50倍的荧光液(浓度为0.2g/L)通过测定COD确定其荧光量，COD值为705mg/L，带入上式可得染液浓度为0.192g/L，与其已知实际值0.2g/L相比误差为3.7％。此误差在工程实践中可以接受。

Claims (1)

1.一种以测定COD间接确定渗透探伤废水中荧光物质浓度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)、测定一定浓度的无损渗透检测过程中所使用的荧光渗透剂(即荧光废水所含有的荧光渗透剂)的COD值；

步骤(2)、进一步将步骤(1)一定浓度的荧光渗透剂用不含荧光的超纯水进行一系列的梯度稀释，并通过与步骤(1)同样的方法测定稀释后的荧光渗透剂的COD；

步骤(3)、制作含有1.5％琼脂的琼脂糖凝胶，将琼脂糖在制胶板上铺成0.5cm左右的琼脂糖凝胶，并用梳子制作出上样孔；

步骤(4)、将包含步骤(1)荧光渗透剂的荧光染料加水配置成一固定浓度的荧光液，以该荧光液作为固定浓度计量的参比液，以不含荧光染料的蒸馏水作为空白液；

步骤(5)、分别抽取步骤(4)等体积的具有已知浓度的参比液、空白液和步骤(2)中一系列以不含荧光的超纯水稀释的且已知浓度的荧光渗透剂顺序放入到凝胶板上的上样孔里；

步骤(6)、将步骤(5)上样后的凝胶放入到凝胶成像仪中，在避光环境中用紫外光照射，进行拍照获得荧光激发图片；

步骤(7)、用光密度分析软件对获步骤(6)的荧光激发图片进行分析，以空白液的荧光强度作为空白，得出注入的荧光渗透剂的相对荧光Volume值，即荧光渗透剂的荧光密度值；

步骤(8)、将步骤(2)稀释的荧光渗透剂的COD和步骤(7)对应的光密度值做成线性图，即可得出二者的关系式y＝ax+b，其中a、b是常数，x是COD值，y是荧光密度值；

步骤(9)、与步骤(4)相同，将包含步骤(1)荧光渗透剂的荧光染料加水配置成浓度梯度的一系列已知浓度的荧光液；

步骤(10)、分别抽取步骤(9)等体积的具有已知浓度的荧光液、空白液放入到步骤(3)制备的凝胶板上的上样孔里；将上样后的凝胶放入到凝胶成像仪中，在避光环境中用紫外光照射，进行拍照获得荧光激发图片；用光密度分析软件对得到的荧光激发图片进行分析，以空白液的荧光强度作为空白，得出注入的已知浓度的荧光液的相对荧光Volume值，即已知浓度的荧光液的荧光密度值；荧光液的荧光染料浓度和其对应的光密度总值做出线性拟合图，即可得出二者的关系式m＝cy+d，其中c、d是常数，y是荧光密度值，m是荧光染料的浓度；

步骤(11)通过步骤(8)和步骤(10)获得的两个方程可得：m＝acx+bc+d，其中a、b、c、d是常数，x是COD值，m是荧光液浓度。当有荧光废水，只需要测得其COD值，即可带入上式得出其荧光值。