CN100510706C - 砷测定液及其比色测定管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水质中微量化学物质的测定方法及其测定器具，特别是涉及一种快速测定水质中砷含量的测定液及其比色测定管。本发明的砷测定液，含有0.01%的氨荒酸化合物1～50单位体积，pH调节剂1～50单位体积，有机溶剂1～30单位体积，混合配制而成。其测定管含有等截面真空密封玻璃管，在玻璃管中装有砷测定液，测定液在玻璃管中的高度H1和玻璃管等截面留空高度H2之比为H1∶H2＝1∶2～20。本发明将检测技术产品化，商品化，将预先配制好的测定液封装于真空玻璃管中，可直接用于测定，携带，使用方便，测定简单快速，准确，保存时间长。检出限符合国家污水综合排放控制要求标准，检测结果符合水质分析误差精度要求。
Description
一.技术领域：本发明涉及一种水质中微量化学物质的测定方法及其测定器具，特别是涉及一种快速测定水质中砷含量的测定液及其比色测定管。
二.背景技术：砷(AS)是人体非必需元素，砷的化合物均有毒，三价砷化合物比五价砷化合物毒性更强，且有机砷对人体和生物都有剧毒。砷通过呼吸道、消化道和皮肤接触进入人体。如果摄入量超过排泄量，砷就会在人体的肝、肾、肺、子宫、胎盘、骨骼、肌肉等部位，特别是在毛发、指甲中蓄积，从而引起慢性砷中毒，潜伏期可长达几年甚至几十年。慢性砷中毒有消化系统症状、神经系统症状和皮肤病变等。砷还有致癌作用，能引起皮肤癌。在一般情况下，土壤、水、空气、植物和人体都含有极微量的砷，对人体不会构成危害。砷是我国实施排放总量控制的指标之一。
地表水中含砷量因水源和地理条件不同而有很大差异。淡水为0.2～230μg/L，平均为0.5μg/L，海水为3.7μg/L。砷的污染源主要来源于采矿、冶金、化工、化学制药、农药生产、纺织业、玻璃、制革等部门的工业废水。
砷的传统测试方法为二乙氨基二硫代甲酸银光度法，其操作步骤为：
1.试样制备首先取50mL样品，或将适量样品稀释到50mL(含砷量小于25μg)，置于砷化氢发生瓶中，加4mL硫酸和5mL硝酸，在通风厨内消解至产生白色烟雾，如溶液不澄清，可再加5mL浓硝酸，继续加热至产生白色烟雾，直至溶液澄清。冷却后，加入25mL水，再加热至产生白色烟雾，驱尽硝酸。然后加水，使总体积为50mL，备测量用。
2.试样的测量
(1)显色：于上述砷化氢发生瓶中，加入4mL碘化钾溶液和2mL氯化亚锡溶液，摇匀，放置15分钟。取5mL吸收液置于干燥的吸收管中，插入导气管，于砷化氢发生瓶中迅速加入4g无砷锌粒，并立即将导气管与发生瓶连接(保证连接瓶不漏气)。在室温下反应1小时，使砷完全释出，并加三氯甲烷将吸收液体积补足到5mL。整个反应在通风厨内或通风良好的室内进行。
(2)测量：用10mm比色皿，以三氯甲烷为参比在510nm波长处测量吸收液的吸光度，并作空白校正。
3.标准曲线的绘制于8个砷化氢发生瓶中，分别加入0μg、1.00μg、2.50μg、5.00μg、10.00μg、15.00μg、20.00μg、25.00μg砷标准溶液，加水至50mL。分别加入4mL浓硫酸，以下按上述试样的操作进行显色和测量，并绘制经空白校正的吸光度对砷含量的标准曲线。
二乙氨基二硫代甲酸银光度法存在的问题：
(1)使用大量的砷标准液、硝酸、硫酸、盐酸和高氯酸，人为的造成化学污染。
(2)砷化物剧毒，蒸发操作过程中有逸出的危险。
(3)试样的制备、标准曲线的绘制等操作过程冗长，繁琐，劳动强度大。
(4)需用仪器测定吸光度并用公式计算浓度值，对操作人员素质要求高，测试成本昂贵。
(5)在测试中，干扰因素多，排除麻烦，处理不当容易造成所测出的数据不准确，误差大。
三.发明内容：
本发明的目的：简化水中砷含量的测定步骤，大大缩短测定时间，减轻工作人员劳动强度，减少环境污染，制出砷测定液及其比色测定管。
本发明技术方案：
一种砷测定液，含有0.01％的氨荒酸化合物1～50单位体积，pH调节剂1～50单位体积，有机溶剂1～30单位体积，混合配制而成，测定液中各成份浓度的升高或降低，其体积相应缩小或增大。
所述的砷测定液，其中0.01％的氨荒酸化合物1～17单位体积，pH调节剂1～50单位体积，有机溶剂1～30单位体积；或0.01％的氨荒酸化合物17～36单位体积，pH调节剂1～50单位体积，有机溶剂1～30单位体积；或0.01％的氨荒酸化合物36～50单位体积，pH调节剂1～50单位体积，有机溶剂1～30单位体积。
所述的砷测定液，其中0.01％的氨荒酸化合物1～50单位体积，pH调节剂1～17单位体积，有机溶剂1～30单位体积；或0.01％的氨荒酸化合物1～50单位体积，pH调节剂17～36单位体积，有机溶剂1～30单位体积；或0.01％的氨荒酸化合物1～50单位体积，pH调节剂36～50单位体积，有机溶剂1～30单位体积。
所述的砷测定液，其中0.01％的氨荒酸化合物1～50单位体积，pH调节剂1～50单位体积，有机溶剂1～9单位体积；或0.01％的氨荒酸化合物1～50单位体积，pH调节剂1～50单位体积，有机溶剂9～21单位体积；或0.01％的氨荒酸化合物1～50单位体积，pH调节剂1～50单位体积，有机溶剂21～30单位体积。
一种砷比色测定管，为真空密封管，含有一端封闭的等截面玻璃管，玻璃管的开口处与一端封闭的毛细管与过渡段连通，在玻璃管中装有砷测定液，测定液在玻璃管中的高度H1和玻璃管等截面留空高度H2之比为H1:H2＝1:2～20。
玻璃管中的砷测定液，含有0.01％的氨荒酸化合物1～50单位体积，pH调节剂1～50单位体积，有机溶剂1～30单位体积，混合配制而成，测定液中各成份浓度的升高或降低，其体积相应缩小或增大。
玻璃管中测定液的高度H1和玻璃管等截面留空高度H2之比为H1:H2＝1:9～13。
本发明的积极有益效果是：
1.本发明将检测技术产品化，商品化，将配制好的测定液封装于真空玻璃管中，可直接使用。操作时只需在待测水样中折断测定管的毛细管段，使待测水样自动定量吸入管中与测定液发生变色反应，颜色稳定后同标准色阶对比就可得出比较准确的砷含量。无须在每次测定时配制标准溶液、试剂，可大大简化检测步骤，节省测定时间，降低工作量，减轻劳动强度，减少环境污染。
2.本发明测定液配方合理，技术先进，性能稳定，使用简单。预先采用标准样液与之反应，固定颜色，形成永久色标，封装形成对比色阶，进行现场检测，无需制备其它任何试剂，检测结果准确可靠。标准色标可由本发明的标准色阶管制作而成，亦可由电脑彩色图谱，或彩色印刷纸板，或彩色塑料棒，或彩色玻璃制品等其它物理介质材料制作而成，使用十分方便。
3.与传统二乙氨基二硫代甲酸银光度法测定砷含量的方法相比，本发明减少了测量步骤，加快了测定速度。
4.本发明测定液与待测物砷的显色反应是在特定条件下的真空玻璃管中自动进行，可有效避免偶然误差和人为误差，检测结果准确可靠，符合水质分析误差精度要求，检出限符合国家污水综合排放控制要求标准。
5.本发明携带、使用方便，测定简单快速、准确，保存时间长。现场检测不需要其它设备仪器，大大节省人力、物力，降低综合成本。本发明易于推广实施，具有较好的社会和经济效益。
本发明测试管与二乙氨基二硫代甲酸银光度法数据比较表：
四.附图说明
图1：砷比色测定管结构示意图
五.具体实施方式
实施例一：
预先制作检测砷含量的系列标准色标，形成色阶。例如制出检测水质中砷含量的标准色标9支色阶管，砷含量分别为0.0mg/L，0.01mg/L，0.02mg/L，0.03mg/L，0.04mg/L，0.06mg/L，0.08mg/L，0.10mg/L，0.20mg/L的标准色标。首先取0.01％的二乙基氨荒酸二乙基铵85mL，1.0mol/L硫酸180mL，四氯化碳溶剂45mL，混合制成测定液，然后分别制出砷含量为0.0mg/L，0.01mg/L，0.02mg/L，0.03mg/L，0.04mg/L，0.06mg/L，0.08mg/L，0.10mg/L，0.20mg/L的9种标准浓度砷水溶液，将测定液和各种标准浓度砷水溶液按1：9比例分别灌入9支色标管中反应显色，并固定颜色，然后密封色标管，形成不褪色的系列色阶标准色标管。制作标准色阶管的测定液浓度与配套测定管的测定液浓度相同，测定管中液体体积与留空体积之比对应制作标准色阶管时测定液和标准浓度砷水溶液体积之比。测定液配方不同时，相应制出的标准色标，形成的色阶也不一样。在此仅用举例的方法说明标准色标的配制方法。
测定管实施方法：参见图1，图中1为等截面真空玻璃管，2为毛细管段，3为砷测定液。H1为测定液高度，H2为等截面真空玻璃管留空高度。本实施例对应制备标准色标的测定液，即测定液和待测水溶液体积比为1：9。等截面真空玻璃管外径7毫米，总高度13.6厘米，玻璃管内测定液的高度H1为1.2厘米，留空高度H2为10.8厘米，毛细管段长度为1.6厘米。
使用时，将测定管的毛细管段浸入待测水样中，折断毛细管段，等待测水样吸满等截面真空玻璃管留空管段，取出反复倒置混合，使之充分进行显色反应，约1～5分钟颜色稳定后与标准色标对比，最接近标准色标所对应的砷浓度数值即为测得的砷含量，若测定管颜色介于两个标准色标之间，则取其平均值。
本发明砷比色测定管测定液配方为：含有0.01％的二乙基氨荒酸二乙基铵17单位体积，1.0mol/L硫酸36单位体积，四氯化碳溶剂9单位体积。
实施例二：参见图1，图中编号与实施例一相同的，代表意义相同。标准色标的制作方法、测定管的制作及使用方法同实施例一，不再详细叙述。不同之处在于：
本实施例中等截面真空玻璃管外径7毫米，总高度7.8厘米，玻璃管内测定液的高度H1为2.1厘米，留空高度H2为4.2厘米，毛细管段长度为1.5厘米。
本实施例中砷比色测定管，砷测定液配方为：含有0.01％的二乙基氨荒酸二乙基铵36单位体积，1.0mol/L硫酸1单位体积，四氯化碳溶剂21单位体积。
实施例三：参见图1，图中编号与实施例一相同的，代表意义相同。标准色标的制作方法、测定管的制作方法及测试管的使用方法同实施例一，不再详细叙述。不同之处在于：
本实施例中等截面真空玻璃管外径7毫米，总高度15.8厘米，玻璃管内测定液的高度H1为1厘米，留空高度H2为13厘米，毛细管段长度为1.8厘米。
本实施例中砷比色测定管，砷测定液配方为：以单位体积表示，含有0.01％的二乙基氨荒酸二乙基铵1单位体积，1.0mol/L硫酸17单位体积，四氯化碳溶剂30单位体积。
实施例四：参见图1，图中编号与实施例一相同的，代表意义相同。标准色标的制作方法、测定管的制作及使用方法同实施例一，不再详细叙述。不同之处在于：
本实施例中等截面真空玻璃管外径7毫米，总高度22.7厘米，玻璃管内测定液的高度H1为1厘米，留空高度H2为20厘米，毛细管段长度为1.7厘米。
本实施例中砷比色测定管，砷测定液配方为：含有0.01％的二乙基氨荒酸银50单位体积，0.1％辛可宁11单位体积，三氯甲烷溶剂6单位体积。
实施例五：参见图1，图中编号与实施例一相同的，代表意义相同。标准色标的制作方法、测定管的制作及使用方法同实施例一，不再详细叙述。不同之处在于：
本实施例中等截面真空玻璃管外径6.5毫米，总高度13.8厘米，玻璃管内测定液的高度H1为1.2厘米，留空高度H2为10.8厘米，毛细管段长度为1.8厘米。
本实施例中砷比色测定管，砷测定液配方为：含有0.01％的二乙基氨荒酸银42单位体积，0.1％辛可宁50单位体积，三氯甲烷溶剂15单位体积。
实施例六：参见图1，图中编号与实施例一相同的，代表意义相同。标准色标的制作方法、测定管的制作及使用方法同实施例一，不再详细叙述。不同之处在于：
本实施例中等截面真空玻璃管外径6.5毫米，总高度10.2厘米，玻璃管内测定液的高度H1为1.2厘米，留空高度H2为7.2厘米，毛细管段长度为1.8厘米。
本实施例中砷比色测定管，砷测定液配方为：含有0.01％的二乙基氨荒酸银25单位体积，0.1％辛可宁43单位体积，三氯甲烷溶剂1单位体积。
实施例七：参见图1，图中编号与实施例一相同的，代表意义相同。标准色标的制作方法、测定管的制作及使用方法同实施例一，不再详细叙述。不同之处在于：
本实施例中等截面真空玻璃管外径7.0毫米，总高度15.6厘米，玻璃管内测定液的高度H1为1.0厘米，留空高度H2为13厘米，毛细管段长度为1.6厘米。
本实施例中砷比色测定管，砷测定液配方为：含有0.01％的吡咯烷二硫代氨基甲酸铵11单位体积，0.2mol/L硫酸25单位体积，三氯甲烷13单位体积。
实施例八：参见图1，图中编号与实施例一相同的，代表意义相同。标准色标的制作方法、测定管的制作及使用方法同实施例一，不再详细叙述。不同之处在于：
本实施例中等截面真空玻璃管外径7毫米，总高度12.8厘米，玻璃管内测定液的高度H1为1厘米，留空高度H2为10厘米，毛细管段长度为1.8厘米。
本实施例中砷比色测定管，砷测定液配方为：含有0.01％的吡咯烷二硫代氨基甲酸铵13单位体积，0.2mol/L硫酸39单位体积，三氯甲烷25单位体积。
实施例九：参见图1，图中编号与实施例一相同的，代表意义相同。标准色标的制作方法、测定管的制作及使用方法同实施例一，不再详细叙述。不同之处在于：
本实施例中等截面真空玻璃管外径7毫米，总高度17.8厘米，玻璃管内测定液的高度H1为1厘米，留空高度H2为15厘米，毛细管段长度为1.8厘米。
本实施例中砷比色测定管，砷测定液配方为：含有0.01％的吡咯烷二硫代氨基甲酸铵46单位体积，0.2mol/L硫酸11单位体积，三氯甲烷18单位体积。
Claims (6)
1.一种砷测定液，其特征是：含有0.01％的氨荒酸化合物1～50单位体积，pH调节剂1～50单位体积，有机溶剂1～30单位体积，混合配制而成，测定液中各成份浓度的升高或降低，其体积相应缩小或增大；
所述的氨荒酸化合物为二乙基氨荒酸二乙基铵、二乙基氨荒酸银或吡咯烷二硫代氨基甲酸铵。
2.根据权利要求1所述的砷测定液，其特征是：其中0.01％的氨荒酸化合物1～17单位体积，pH调节剂1～50单位体积，有机溶剂1～30单位体积；或0.01％的氨荒酸化合物17～36单位体积，pH调节剂1～50单位体积，有机溶剂1～30单位体积；或0.01％的氨荒酸化合物36～50单位体积，pH调节剂1～50单位体积，有机溶剂1～30单位体积。
3.根据权利要求1所述的砷测定液，其特征是：其中0.01％的氨荒酸化合物1～50单位体积，pH调节剂1～17单位体积，有机溶剂1～30单位体积；或0.01％的氨荒酸化合物1～50单位体积，pH调节剂17～36单位体积，有机溶剂1～30单位体积；或0.01％的氨荒酸化合物1～50单位体积，pH调节剂36～50单位体积，有机溶剂1～30单位体积。
4.根据权利要求1所述的砷测定液，其特征是：其中0.01％的氨荒酸化合物1～50单位体积，pH调节剂1～50单位体积，有机溶剂1～9单位体积；或0.01％的氨荒酸化合物1～50单位体积，pH调节剂1～50单位体积，有机溶剂9～21单位体积；或0.01％的氨荒酸化合物1～50单位体积，pH调节剂1～50单位体积，有机溶剂21～30单位体积。
5.一种砷比色测定管，为真空密封管，含有一端封闭的等截面玻璃管，玻璃管的开口处与一端封闭的毛细管与过渡段连通，在玻璃管中装有测定液，其特征是：所述的测定液为砷测定液，测定液在玻璃管中的高度H1和玻璃管等截面留空高度H2之比为H1:H2＝1:2～20，所述的砷测定液为0.01％的氨荒酸化合物1～50单位体积，pH调节剂1～50单位体积，有机溶剂1～30单位体积，混合配制而成，测定液中各成份浓度的升高或降低，其体积相应缩小或增大；所述的氨荒酸化合物为二乙基氨荒酸二乙基铵、二乙基氨荒酸银或吡咯烷二硫代氨基甲酸铵。
6.根据权利要求5所述的砷比色测定管，其特征是：玻璃管中测定液的高度H1和玻璃管等截面留空高度H2之比为H1:H2＝1:9～13。
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