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摘 要

近年来，受大气降尘、污水灌溉、工业废料堆砌、矿业活动，农业施肥等工农业活动影响，我国重金属污染已在大气、水体、土壤、生物体中广泛分布。重金属污染具有长期性、累积性、隐蔽性、潜伏性和不可逆性等特点。同时，重金属的治理所需的成本较高、消耗时间较长。在含有重金属元素的工业废水排入河流土壤等自然环境后，有极大风险对水生生物以及处于食物链终端的人类产生高度毒害。

因此，检测环境中重金属污染程度已成为一项重要的技术手段。本文采用的，作为检测重金属的主要方法为原子荧光法，荧光试剂为罗丹明B及其衍生物。分子荧光分析法具有灵敏度高、抗干扰性强、谱线简单、检测限低等诸多优点。而罗丹明类荧光分子因具有良好的光稳定性、对pH不敏感、长波长发射和高量子产率等优点成为该方法最重要的荧光母体之一。故以分子荧光法为主要检测手段，使用分光光度计对罗丹明B及其衍生物进行荧光测定，通过对三种不同衍生物产生的荧光进行测定和对比，判断出各自荧光效率的强弱，从而为重金属离子的检测提供依据。

关键词：荧光探针；重金属离子；荧光性能

Tests of fluorescence properties of the new fluorescent reagent by heavy metal ion

ABSTRACT

In recent years, affected by atmospheric dust, water for irrigation, industrial waste accumulation, mining activities, agriculture fertilizer and other agriculturalamp;industrial activities. Heavy metals are widely distributed in the atmosphere, water, soil, organisms, and has a long-term, cumulative, hidden, latent and irreversible harm large, long duration, and high treatment costs. Industrial pollutant containing heavy metals exhausted into rivers and coastal waters may pose high toxicity risks to aquatic organisms and to human health at the end of the food chain. Therefore, it is important to understand how to define the degree of pollution. Where in, Molecular fluorescence is an analytical technique which has many virtues such as simple spectral line, high sensitivity, low detection limit and less disturbance. Because of having good light stability, pH-insensitive, long-wavelength emission and high quantum yield and other advantages of the method, rhodamine-based fluorescent molecules become one of the most important fluorescent matrix.

In this case, Molecular fluorescence as the main means of fluorescence of rhodamine B and its derivatives determined by three different fluorescent derivatives compared to determine the strength of their fluorescence efficiency, provide the basis for the detection of heavy metal ions.

Keywords:fluorescence probe; heavy metal; fluorescence property

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

目录 III

第一章 文献综述 1

1.1 选题背景 1

1.1.1 我国重金属污染现状 1

1.1.2 重金属毒性特征 1

1.1.3 重金属对生物体的危害 2

1.2 重金属检测的主流方法 2

1.2.1 紫外可分光光度法（UV） 3

1.2.2 原子吸收法（AAS） 3

1.2.3 X荧光光谱（XRF） 3

1.2.4 原子荧光法（AFS） 4

1.3 分子荧光分析法(MF) 4

1.3.1 分子荧光的产生原理 4

1.3.2 激发光谱和发射光谱 4

1.3.3 分子荧光与浓度之间的关系 5

1.3.4 影响荧光强度因素 6

1.4 罗丹明的光学特性 6

1.4.1 光稳定性 7

1.4.2 pH敏感性 7

1.4.3 发射波长 8

1.4.4 量子产率 8

1.5 研究内容与意义 8

1.5.1 研究内容 8

1.5.2 研究意义 8

第二章 重金属离子检测新型荧光探针试剂的荧光性能测试 9

2.1 前言 9

2.2 实验仪器、材料和方法 9

2.2.2 实验仪器 9

2.2.2 实验材料 9

2.2.3 实验方法 9

2.2.3.1 对1-萘甲醛，1-芘甲醛荧光的测定 9

2.2.3.2 使用分光顾光度计测定最大波长的方法与操作流程 10

2.2.3.3 数据处理 11

2.3 结果和讨论 11

2.3.1 罗丹明B的荧光检测结果 11

2.3.2 罗丹明B与1-萘甲醛氢合加成反应生成物的荧光检测结果 12

2.3.3 罗丹明B与1-芘甲醛氢合加成反应生成物的荧光检测结果 12

第三章 结论与展望 14

3.1 结论 14

3.2 展望 14

参考文献 16

致谢 18

第一章 前言

1.1选题背景

1.1.1 我国重金属污染现状

重金属通常以各种化学形态广泛存在于自然界中，伴随着重金属的迁移和积累，大多数重金属一般会残存于生态系统和食物链中。重金属的理化形态会随着环境发生改变，因此也具有各异的散布方式和毒理性质，形态的不同将直接导致其拥有不同的致毒性和迁徙性。同时，在自然条件下，环境中的重金属很少发生可以减少毒性的形态变化，故难以自然降解。

近年来，尽管我国工农业飞速发展，工业布局，产业结构污水治理水平、产业化生产工艺却没有随之相应改善。在全国首次污染源普查结果的回报情况反馈中，我国Pb、Hg、As、Cd、Cr等重金属污染元素排放量严重超标，对河流倾倒的污染物将近897.3吨。2007年期间，被认定为国家级危险排放污染物约2.54万吨。而排放至大气中的重金属污染物，已经达到9500吨。近年来，国内除铅以外的与重金属排放有关的各大生产领域持续拓展扩张，与此同时，随着污染物排放量的不断增幅（上年度Hg为26%），连年上涨的重金属污染问题也愈演愈烈。^[1]。

1.1.2 重金属毒性特征

重金属污染指由大气降尘、污水灌溉、工业废料堆砌、矿业活动，农业活动中的施肥，工业活动中的重金属过度使用都可能引起地域性的重金属污染。而重金属在食品、生命环境、自然环境中的理化形态和浓度决定了重金属的污染毒害程度，如曾在日本发现的由汞污染导致的水俣病和由于镉元素浓度超标所导致的痛痛病。

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