一種水體中鉻現(xiàn)場應(yīng)急檢測試劑及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水體中鉻現(xiàn)場應(yīng)急檢測試劑及其使用方法，利用鉻（Ⅵ）在酸性條件下與二苯碳酰二肼（DPC）的顯色反應(yīng)制備顯色劑，利用硫酸高鈰在酸性條件下氧化鉻（Ⅲ）的氧化反應(yīng)制備氧化劑，選用疊氮化鈉為還原劑，使用方法如下：一、當(dāng)測定水樣中鉻（Ⅵ）濃度時(shí)，將顯色劑Ⅰ加到5mL待測水樣中，溶解后定容至10mL，靜置10min，利用便攜式分光光度計(jì)測量，即得待測水樣中鉻（Ⅵ）濃度；二、當(dāng)測定水樣中總鉻濃度時(shí)，將氧化劑A加到5mL待測水樣中，水樣呈淡黃色，靜置10~15min后滴加1~2滴還原劑B至淡黃色褪去，加入顯色劑Ⅱ，定容至10mL，靜置10min后用分光光度計(jì)測定，即得待測水樣中總鉻濃度。本發(fā)明具有靈敏度高、準(zhǔn)確性好、時(shí)效性強(qiáng)、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種水體中鉻現(xiàn)場應(yīng)急檢測試劑及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于分析檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種水體中鉻現(xiàn)場應(yīng)急檢測試劑及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]突發(fā)性水污染事件是指由于人為因素或自然現(xiàn)象引起的污染泄露，導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)水體容納大量污染物而造成水質(zhì)惡化現(xiàn)象，這種現(xiàn)象不僅破壞了水體正常功能，更嚴(yán)重影響了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。常見的污染物包括酸、堿、有機(jī)物、重金屬、藻類、油類、生物類等。其中重金屬污染素有毒性大、污染源廣泛、易被生物富集并有生物放大效應(yīng)等特點(diǎn)，極易對(duì)環(huán)境造成不可逆危害。重金屬鉻主要用于金屬加工、制革行業(yè)、電鍍行業(yè)等，這些工業(yè)部門排放的廢水是水污染中鉻的主要來源。鉻(VI)為吞入性毒物/吸入性毒物，易被人體吸收，可通過消化道、呼吸道、皮膚及粘膜侵入人體，造成遺傳性基因缺陷甚至致癌，對(duì)環(huán)境有持久危險(xiǎn)性。湖南婁底雙峰縣鉻污染、湖南新化瑯塘冶煉廠鉻污染、云南曲靖鉻渣污染等頻發(fā)事件，聚焦了社會(huì)對(duì)水體中鉻污染的關(guān)注。
[0003]水體中鉻常規(guī)檢測方法包括精密儀器法和分光光度法等。上述方法準(zhǔn)確度高、精確度好，但其不僅需要價(jià)格昂貴的大型設(shè)備，且檢測過程復(fù)雜，成本較高，僅局限于實(shí)驗(yàn)室分析。為實(shí)現(xiàn)水中鉻現(xiàn)場檢測，基于分析技術(shù)、生物技術(shù)和信息技術(shù)的檢測方法研究已取得長足的進(jìn)步，其中發(fā)展迅速的包括溶出伏安法和生物化學(xué)法。與此同時(shí)，一些輕便、簡易、易于攜帶的檢測儀器也面向市場，如試紙法、測試盒法、便攜式分光光度計(jì)法等。其中便攜式分光光度計(jì)測試簡單，便于攜帶，性能較為穩(wěn)定，結(jié)合鉻(VI)常用的顯色劑二苯碳酰二肼(DPC)即可實(shí)現(xiàn)鉻的現(xiàn)場快速測定。國標(biāo)中二苯碳酰二肼分光光度法基于實(shí)驗(yàn)室分析使用，改進(jìn)后才可用于現(xiàn)場應(yīng)急檢測。劉文霞提到用乙醇替代丙酮，可以使顯色劑保存時(shí)間更長；羅艷等將DPC與氟化鈉制成固體顯色劑，靈敏度高并可掩蔽鐵離子的干擾。尤鐵學(xué)等僅加入1+1磷酸，不僅提高了方法的靈敏度，更擴(kuò)大了工作曲線的線性范圍。在總鉻測定方面，國標(biāo)中選用高錳酸鉀氧化法，加熱煮沸1min后再用疊氮化鈉或尿素-亞硝酸鈉還原;曹桂萍等選用氯酸鉀作為氧化劑，測定含鉻廢水的平均濃度與國標(biāo)法無顯著差異；范媛媛等使用過硫酸錢氧化法，方法檢出限達(dá)0.003mg/L，準(zhǔn)確度較高。Poomrat Rattanarat等在測定空氣顆粒物中可溶性鉻時(shí)，用硫酸高鈰對(duì)鉻(ΙΠ)進(jìn)行氧化，在常溫下反應(yīng)即可進(jìn)行，氧化效果較好。
[0004]但是，以上研究均適用于實(shí)驗(yàn)室分析。至今為止，未發(fā)現(xiàn)將DPC、硫酸高鈰、疊氮化鈉等分裝成試劑，制成可實(shí)現(xiàn)鉻(VI)、總鉻現(xiàn)場測定的檢測試劑盒的相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種靈敏度高、準(zhǔn)確性好、時(shí)效性強(qiáng)、攜帶方便的水體中鉻現(xiàn)場應(yīng)急檢測試劑及其使用方法，適用于測定地表水、地下水、飲用水、工農(nóng)業(yè)用水中鉻(VI)、總鉻。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種水體中鉻現(xiàn)場應(yīng)急檢測試劑，包括顯色劑1、顯色劑Π、氧化劑A和還原劑B四部分，分別密封待用，其中:
所述顯色劑I適用于鉻(VI)檢測，按照以下方法制備:按照重量份計(jì)，將DPCl?2份、氯化鈉20?30份混合，研磨成固體顯色劑；稱取上述固體顯色劑0.1?0.3g，加入1 + 1磷酸0.1?0.2mL，乙酸乙酯0.5?0.8mL，與去離子水混合成ImL試劑，得顯色劑I。
[0007]最優(yōu)選的，按重量份計(jì)，將DPCl份、氯化鈉20份混合，研磨成固體顯色劑;稱取上述固體顯色劑0.2g，加入1 + 1磷酸0.1mL，乙酸乙酯0.5mL，與去離子水混合成ImL試劑，得顯色劑I。
[0008]所述顯色劑Π適用于總鉻檢測，按照以下方法制備:稱取固體顯色劑0.1?0.3g，加入乙酸乙酯0.5?0.8mL與去離子水混合成ImL試劑，得顯色劑Π。
[0009]最優(yōu)選的，稱取固體顯色劑0.2g，加入乙酸乙酯0.5mL，與去離子水混合成ImL試劑，得顯色劑Π。
[0010]所述氧化劑A按照以下方法制備:按照重量份計(jì)，取硫酸高鈰4?5份、去離子水1000份，配制成硫酸高鈰溶液;取上述溶液50?60mL，加入1 + 1磷酸10?12mL，加熱溶解，冷卻后取0.1?0.2mL溶液與去離子水配成ImL試劑，得氧化劑A。
[0011]最優(yōu)選的，按照重量份計(jì)，取硫酸高鈰4份，去離子水1000份，配成硫酸高鈰溶液；取上述溶液50mL，并加入lOmLl+Ι磷酸加熱溶解，冷卻后取0.1mL溶液與去離子水配成ImL試劑，得氧化劑A。
[0012]所述還原劑B按照以下方法制備:按重量份計(jì)，取疊氮化鈉2~3份、去離子水1000?1500份，配制成疊氮化鈉溶液，取50?60mL裝入瓶中，得還原劑B。
[0013]最優(yōu)選的，按重量份計(jì)，取疊氮化鈉2份、去離子水1000份，配制成疊氮化鈉溶液，取50mL，得還原劑B。
[0014]上述二苯碳酰二肼、氯化鈉、乙酸乙酯、硫酸高鈰、疊氮化鈉均為市售分析純化學(xué)品，1+1磷酸為85%濃磷酸與去離子水等體積配制所得。
[0015]上述檢測試劑的使用方法，包括如下步驟:
一、當(dāng)測定水樣中鉻(VI)濃度時(shí)，將顯色劑I加到5mL待測水樣中，溶解后定容至IOmL，靜置lOmin，利用便攜式分光光度計(jì)測量，即得待測水樣中鉻(VI)濃度；
二、當(dāng)測定水樣中總鉻濃度時(shí)，將氧化劑A加到5mL待測水樣中，水樣呈淡黃色，靜置10?15min后滴加I?2滴還原劑B至淡黃色褪去，加入顯色劑Π，定容至10mL，靜置1min后用分光光度計(jì)測定，即得待測水樣中總鉻濃度。
[0016]上述待測水樣是指含鉻的地表水、地下水、飲用水、工農(nóng)業(yè)用水。
[0017]上述鉻是指鉻(VI)、總鉻。
[0018]本發(fā)明利用鉻(VI)在酸性條件下與二苯碳酰二肼(DPC)的顯色反應(yīng)制備顯色劑，利用硫酸高鈰在酸性條件下氧化鉻(In)的氧化反應(yīng)制備氧化劑，選用疊氮化鈉為還原劑。
[0019]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明的檢測試劑可同時(shí)實(shí)現(xiàn)鉻(m)、鉻(VI)、總鉻的含量測定，使用時(shí)不需加熱，操作簡單，易于攜帶。
[0020]2、本發(fā)明的檢測試劑靈敏度高，檢測范圍為0.02?1.0mg/L，適用于地表水、地下水、飲用水、工農(nóng)業(yè)用水等水體中鉻離子含量的現(xiàn)場應(yīng)急檢測。
[0021]3、本發(fā)明的檢測試劑穩(wěn)定性好，試劑保質(zhì)期長，顯色劑1、Π在4°C遮光密封條件下可穩(wěn)定存在I個(gè)月以上，其他試劑保質(zhì)期至少在一年以上。
【附圖說明】
[0022]圖1是根據(jù)實(shí)施例1與實(shí)施例2的組裝檢測試劑盒結(jié)構(gòu)簡圖；
圖2是根據(jù)實(shí)施例3、實(shí)施例4的測定步驟繪制的檢測試劑測定鉻(VI)使用方法簡圖(測定儀器以PF-12便攜式分光光度計(jì)為例)；
圖3是根據(jù)實(shí)施例5、實(shí)施例6的測定步驟繪制的檢測試劑測定總鉻使用方法簡圖(測定儀器以PF-12便攜式分光光度計(jì)為例)。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，但并不局限于此，凡是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍中。
[0024]實(shí)施例1
制備鉻(VI)檢測試劑:稱取Ig 二苯碳酰二肼、20g氯化鈉，混合研磨均勻得到固體顯色劑;量取50mL85%磷酸與50mL去離子水混合，得1+1磷酸;稱取0.2g固體顯色劑，加入0.1mLl+I磷酸、0.5mL乙酸乙酯，與去離子水混合至ImL，得到顯色劑I。
[0025]實(shí)施例2
制備總鉻檢測試劑:稱取0.2g固體顯色劑，加入0.5mL乙酸乙酯，與去離子水混合至ImL，得到顯色劑Π ;稱取0.404g硫酸高鈰，溶解于50mL去離子水中，加入lOmLl+Ι磷酸加熱溶解，冷卻后取0.1mL溶液與去離子水配成ImL試劑，得氧化劑A；稱取0.2g疊氮化鈉，溶解于I OOmL去離子水中得還原劑B。
[0026]上述二苯碳酰二肼、氯化鈉、乙酸乙酯、硫酸高鈰、疊氮化鈉均為市售分析純化學(xué)品O
[0027]實(shí)施例3
采用本發(fā)明的實(shí)施例1得到的鉻(VI)檢測試劑測定松花江模擬低污染水樣中鉻(VI)濃度。
[0028]松花江水樣經(jīng)濾紙過濾后，取5mL于玻璃試管中，向試管中加入10mg/L的鉻(VI)標(biāo)準(zhǔn)溶液0.lmL，模擬低濃度污染水樣。加入顯色劑KlmL裝)并加水至10mL，搖晃均勻后，靜置
IOmin，利用分光光度計(jì)在波長為540nm處測定吸光度，代入鉻(VI)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算濃度，6次測定結(jié)果分別為:0.117、0.117、0.119、0.117、0.118、0.116mg/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.88%，回收率為97.67%。以國標(biāo)法測定的結(jié)果為0.120mg/L，數(shù)值相差較小，因此，該檢測試劑測定鉻(VI)結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。
[0029]實(shí)施例4
采用本發(fā)明的實(shí)施例1得到的鉻(VI)檢測試劑測定松花江模擬高污染水樣的鉻(VI)濃度。
[°03°] 松花江水樣經(jīng)濾紙過濾后，取5mL于玻璃試管中，向試管中加入100mg/L絡(luò)(VI)儲(chǔ)備溶液0.08mL，模擬高濃度污染水樣。加入顯色劑I (ImL裝)，加水至1mL，搖晃均勻靜置1min后于540nm處測定吸光度，6次測定結(jié)果如下:0.821、0.819、0.818、0.817、0.819、0.818mg/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.17%回收率為99.92%。國標(biāo)法測定值為0.820mg/L，數(shù)值相差不大，因此，該試劑測定值準(zhǔn)確可靠。
[0031]實(shí)施例5
采用本發(fā)明的實(shí)施例2得到的總鉻檢測試劑測定松花江模擬低濃度水樣中總鉻濃度。
[0032]松花江水樣經(jīng)過濾后，取5mL于玻璃試管中，向試管中加入10mg/L的鉻(VI)標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1mL，模擬低濃度污染水樣。加入氧化劑A，水樣呈淡黃色，混勻后靜置10?15min，滴加I?2滴還原劑B至淡黃色褪去。加入顯色劑Π，混勾靜置1min后于540nm處測定吸光度，測定6次濃度值如下:0.131、0.128、0.127、0.129、0.131、0.12811^/1，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.30%，回收率為101.17%，與ICP-AES測定的結(jié)果0.130mg//L相差無幾，因此，測定低濃度污染時(shí)總鉻的檢測試劑有效，可靠。
[0033]實(shí)施例6
采用本發(fā)明的實(shí)施例2得到的總鉻檢測試劑測定松花江模擬高濃度水樣中總鉻濃度。
[0034]松花江水樣經(jīng)濾紙過濾后，取5mL于玻璃試管中，向試管中加入100mg/L絡(luò)(VI)儲(chǔ)備溶液0.08mL，模擬高濃度污染水樣。加入氧化劑A，水樣呈淡黃色，混勻后靜置10?15min，滴加I?2滴還原劑B至淡黃色褪去。加入顯色劑Π，混勾靜置1min后于540nm處測定吸光度，測定6次濃度值如下:0.836、0.830、0.831、0.835、0.833、0.833mg/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為
0.27%，回收率為100.60%，與ICP-AES測定值0.830mg/L相差不大，因此，測定高濃度的總鉻濃度時(shí)檢測試劑可靠。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水體中鉻現(xiàn)場應(yīng)急檢測試劑，其特征在于所述試劑由顯色劑1、顯色劑Π、氧化劑A和還原劑B四部分構(gòu)成，其中: 所述顯色劑I按照以下方法制備:按照重量份計(jì)，將DPCl?2份、氯化鈉20?30份混合，研磨成固體顯色劑;稱取上述固體顯色劑0.1?0.3g，加入1 + 1磷酸0.1?0.2mL，乙酸乙酯0.5~0.8mL，與去離子水混合成ImL試劑，得顯色劑I ； 所述顯色劑Π按照以下方法制備:稱取固體顯色劑0.1?0.3g，加入乙酸乙酯0.5?0.8mL與去離子水混合成ImL試劑，得顯色劑Π ; 所述氧化劑A按照以下方法制備:按照重量份計(jì)，取硫酸高鈰4?5份、去離子水1000份，配制成硫酸高鈰溶液;取上述溶液50?60mL，加入1+1磷酸10?12mL，加熱溶解，冷卻后取0.Ι-Ο.2mL溶液與去離子水配成ImL試劑，得氧化劑A; 所述還原劑B按照以下方法制備:按重量份計(jì)，取疊氮化鈉2?3份、去離子水1000?1500份，配制成疊氮化鈉溶液，取50?60mL裝入瓶中，得還原劑B。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水體中鉻現(xiàn)場應(yīng)急檢測試劑，其特征在于所述顯色劑I按照以下方法制備:按重量份計(jì)，將DPCl份、氯化鈉20份混合，研磨成固體顯色劑;稱取上述固體顯色劑0.2g，加入1+1磷酸0.1mL，乙酸乙酯0.5mL，與去離子水混合成ImL試劑，得顯色劑13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水體中鉻現(xiàn)場應(yīng)急檢測試劑，其特征在于所述顯色劑Π按照以下方法制備:稱取固體顯色劑0.2g，加入乙酸乙酯0.5mL，與去離子水混合成ImL試劑，得顯色劑Π。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水體中鉻現(xiàn)場應(yīng)急檢測試劑，其特征在于所述氧化劑A按照以下方法制備:按照重量份計(jì)，取硫酸高鈰4份，去離子水1000份，配成硫酸高鈰溶液;取上述溶液50mL，并加入lOmLl + Ι磷酸加熱溶解，冷卻后取0.1mL溶液與去離子水配成ImL試劑，得氧化劑A。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水體中鉻現(xiàn)場應(yīng)急檢測試劑，其特征在于所述還原劑B按照以下方法制備:按重量份計(jì)，取疊氮化鈉2份、去離子水1000份，配制成疊氮化鈉溶液，取50mL，得還原劑B。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體中鉻現(xiàn)場應(yīng)急檢測試劑，其特征在于所述二苯碳酰二肼、氯化鈉、乙酸乙酯、硫酸高鈰、疊氮化鈉均為市售分析純化學(xué)品。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體中鉻現(xiàn)場應(yīng)急檢測試劑，其特征在于所述1+ 1磷酸為85%濃磷酸與去離子水等體積配制所得。8.—種權(quán)利要求1?7任一權(quán)利要求所述的水體中鉻現(xiàn)場應(yīng)急檢測試劑的使用方法，其特征在于所述方法步驟如下: 一、當(dāng)測定水樣中鉻(VI)濃度時(shí)，將顯色劑I加到5mL待測水樣中，溶解后定容至10mL，靜置lOmin，利用便攜式分光光度計(jì)測量，即得待測水樣中鉻(VI)濃度； 二、當(dāng)測定水樣中總鉻濃度時(shí)，將氧化劑A加到5mL待測水樣中，水樣呈淡黃色，靜置10?15min后滴加I?2滴還原劑B至淡黃色褪去，加入顯色劑Π，定容至10mL，靜置1min后用分光光度計(jì)測定，即得待測水樣中總鉻濃度。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水體中鉻現(xiàn)場應(yīng)急檢測試劑的使用方法，其特征在于所述待測水樣是指含鉻的地表水、地下水、飲用水或工農(nóng)業(yè)用水。
【文檔編號(hào)】G01N21/31GK105823745SQ201610172319
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月24日
【發(fā)明人】姜繼平, 王鵬, 黃丹平, 張廣山
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)