惠州学院：高危害重金属离子的高灵敏检测及在环境生态中的迁移虚拟仿真实验教学项目-服务案例-高校虚拟教学仿真软件

公司与惠州学院合作，开发“高危害重金属离子的高灵敏检测及在环境生态中的迁移虚拟仿真实验教学项目”课程。

实验目的

环境污染导致生态链中的高危重金属离子含量不断增加，并通过食物链威胁人类健康。实现高危害重金属离子的高灵敏检测，开展其在环境生态中的迁移研究，对于认识环境问题，保护人类生命安全具有重要的意义和研究价值。电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）分析技术是近几十年来发展起来的一种检出限低、灵敏度高，能够同时实现多种重金属元素灵敏检测的痕量分析技术，在环境、食品、冶金、生物医药等领域得到广泛应用。

实验的具体目的如下：

1、在虚拟实验中，学习在实体实验中无法同时开展的不同体系样品的前处理方法。熟悉微波消解、电热板消解、高压密闭消解方法的处理步骤及基本操作流程、关键技术与注意事项。

2、熟悉ICP-MS 基本结构、工作原理、操作方法，掌握ICP-MS 测定重金属离子的实验过程，了解使用过程中可能存在的问题及解决办法。

3、通过虚实结合的实验和数据模拟分析，使学生了解高危重金属离子在生态系统中的分布及迁移行为，训练学生的思维能力和科研意识，提高其分析解决问题的综合能力。

实验原理

通过代表环境生态链中关键要素（水、土壤、农作物）中重金属离子的含量分析，基于ICP-MS测定方法，以认识多种重金属离子在环境生态体系中的迁移过程及含量分布。

ICP-MS分析的工作原理是样品溶液由载气带入雾化系统进行雾化后，以气溶胶形式进入等离子体的轴向通道，在高温和惰性气体中被充分蒸发、解离、原子化和电离，转化成的带电荷的正离子经离子采集系统进入质谱仪，质谱仪根据离子的质荷比即元素的质量数进行分离并定性、定量的分析。在一定的浓度范围内，元素质量数上的响应值与其浓度成正比，与标准溶液进行比较，通过计算定量得出样品中各元素的含量。

实验内容

本虚拟仿真实验包括如下2个学习模块：

1、农田用水、土壤、蔬菜样品前处理