CN103837485A - 检测水质中锌离子的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种检测水质中锌离子的方法，包括以下步骤：量取调节剂溶液、显色剂溶液和缓冲液；在待检测水中依次加入所述调节剂溶液、显色剂溶液和缓冲液并混匀，得到检测试样；以及使用分光光度计测量所述检测试样的吸光度值，并算出所述待检测水样中的锌含量，其中，所述检测试样中，所述待检测水与显色剂溶液、调节剂溶液液和缓冲液的体积比为（3~15）：（0.5~3）：（0.5~3）：（1~4），所述调节剂溶液中调节剂和水的体积比为（0.5~5）：(500~3000)，所述调节剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的任一种。

Description

检测水质中锌离子的方法

技术领域

本发明涉及在线监测技术领域，更具体地说，涉及一种锌离子的监测。

背景技术

锌是主要的生命活性元素之一, 是体内多种活性酶的活动中心, 对于人体的新陈代谢具有十分重要的作用。碱性水中的锌浓度超过5mg/L时, 水有苦涩味, 并出现乳白色。水中含锌1 mg /L时, 对水体的生物氧化过程有轻微的抑制作用。锌的主要污染来源是电镀、冶金、颜料及化工等部门的排放废水。因此，准确监测水质锌离子含量具有重要意义。

测定锌的常用方法有直接吸入火焰原子吸收分光光度法、双硫腙分光光度法、阳极溶出伏安法等。前一种方法测定锌具有较高的灵敏度，干扰少，但仪器投入大。双硫腙法灵敏度较高, 应用也较广泛。但双硫腙与Zn²⁺形成的络合物不溶于水, 必须采用苯、三氯甲烷等有机溶剂进行萃取, 分离过程复杂, 且苯等有机溶剂也会给人体带来危害。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。

为此，本发明的一个目的在于提出一种用于检测水质中锌离子的试剂包。

根据本发明实施例的用于检测水质中锌离子的试剂包，所述试剂包由调节剂溶液、显色剂溶液以及缓冲液构成，所述调节剂溶液中调节剂和水的体积比为（0.5~5）：(500~3000)，所述调节剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的任一种，优选为非离子表面活性剂

根据本发明实施例的试剂包，由于使用了调节剂，能够很好地对体系产生增敏作用，从而可以有效地提高对锌离子检测的灵敏度。

其中，所述阴离子表面活性剂包括十二烷基苯硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。

所述阳离子表面活性剂包括十六烷基三甲胺、氯化十四烷基苄基二甲胺、氯化十六烷基吡啶中的至少一种。

所述非离子表面活性剂包括吐温- 80、OP、曲拉通X- 100、ß-环糊精中的至少一种。

所述调节剂溶液中调节剂和水的体积比为（0.5~3）：(500~2000)。

根据本发明的一些实施例，所述显色剂溶液中显色剂和水的体积比为（0.05~5g）：1L，所述显色剂为1-( 2-吡啶偶氮) -2-萘酚( PAN )、三羟基荧光酮类显色剂、以及2 - 羧基-2′羟基- 5′磺基偕苯偶氮苯钠盐中的任一种。

根据本发明的一些实施例，所述缓冲液为硼酸盐缓冲溶液。

根据本发明的一些实施例，所述显色剂溶液、调节剂溶液和缓冲液的体积比为（0.5~2）：（0.5~2）：（1~3）。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。需要说明的是，下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

首先，描述试剂包用调节剂溶液及其制备方法。

根据本发明实施例的用于检测水质中锌离子的试剂包用调节剂溶液中含有调节剂和水。

其中，所述调节剂可以为为阴离子表面活性剂，例如十二烷基苯硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠; 阳离子表面活性剂，例如十六烷基三甲胺、氯化十四烷基苄基二甲胺、氯化十六烷基吡啶; 非离子表面活性剂，例如吐温- 80、OP、曲拉通X- 100、ß-环糊精中的任意一种或多种，尤其优选非离子表面活性剂。经过本发明人的大量研究发现，这些调节剂能够很好地对体系产生增敏作用，从而可以有效地提高对锌离子检测的灵敏度。

此外，优选地，所述试剂包用调节液中调节剂和水的体积比为（0.5~5）：(500~3000)；进一步优选地，所述试剂包用调节液中调节剂和水的体积比为（0.5~3）：(500~2000)；尤其优选地，所述试剂包用调节液中调节剂和水的体积比为2：1000。

根据本发明实施例的试剂包用调节剂溶液，其制备方法包括如下步骤：

a) 称取调节剂；

b) 将所述调节剂溶解于纯水，得到所述调节剂溶液。

优选地，所述试剂包用调节液中调节剂和水的体积比为（0.5~5）：(500~3000)；进一步优选地，所述试剂包用调节液中调节剂和水的体积比为（0.5~3）：(500~2000)；尤其优选地，所述试剂包用调节液中调节剂和水的体积比为2：1000。

其次，描述显色剂溶液及其制备方法。

此外，本发明实施例的调节剂溶液适于和二甲酚橙显色剂溶液、卟啉类显色剂溶液、苯基荧光酮类显色剂溶液、孔雀绿显色剂溶液、以及偶氮类显色剂溶液进行组合，以用于检测水质中锌离子。

本发明实施例的调节液适于和1-( 2-吡啶偶氮) -2-萘酚( PAN )显色剂溶液、SAF显色剂溶液、锌试剂溶液进行组合，以用于检测水质中锌离子。

下面，针对不同显色剂溶液，分别描述其组成和配置方法。

吡啶偶氮 ) -2- 萘酚 ( PAN ) 显色剂溶液

1-( 2-吡啶偶氮) -2-萘酚( PAN )是橙红色结晶性粉末, 为三齿配位体结构, 可与锌离子反应生成ML₂型稳定的螯合物, 在550~ 570 nm 之间有较大的吸光度, 能够准确地监测出锌离子浓度。

　显色剂溶液的配制:称取PAN 0.50 g于500 mL 容量瓶中, 加入乙醇后用超声波振荡处理并定容, 配成质量浓度为1.00 g/L的PAN 显色液母液, 实验时根据需要稀释成所需浓度。

显色剂

SAF是一种三羟基荧光酮类显色剂, 试剂含发色团(醌基)和助色团(羟基) , 且具有刚性、平面和共轭大􀀂键结构, 容易吸收可见光、紫外光, 在适当表面活性剂存在下, 其水溶性增加, 吸收峰红移, 摩尔增大, 其通常在105 ~ 106 L. mo l^{- 1} .cm^{- 1} 之间, 是金属离子的高灵敏显色剂。

在本发明的一些示例中，采用SAF为显色剂, 利用反向自动参比流动注射法测定了海水中的痕量锌, 灵敏度较高, 准确度好, 该方法的检出限为1. 5 μg / L , 线性范围为5~ 400μg/ L相对标准偏差为1. 85%。

锌试剂显色剂

锌试剂是有机化合物,其组成为2 - 羧基-2′羟基- 5′磺基偕苯偶氮苯钠盐,是由酚与芳香族重氮盐作用生成的偶氮化合物。作为偶合组份的酚具有酸性,故锌试剂能够溶于氢氧化钠水溶液中。由于该方法的显色酸度在pH 8. 5～9. 5 ,所以氢氧化钠溶液的浓度不宜选择过大, 一般选择2 mol/ L的氢氧化钠溶液将其溶解。显色体系稳定，且加入表面活性剂对体系有较强的增敏作用。

最后，描述用于检测水中锌离子锌离子的方法。

使用上述任意实施例的试剂包，可以检测水质中的锌离子的含量。

根据本发明实施例的用于检测水中锌离子的方法，包括以下步骤：

量取调节剂溶液、显色剂溶液和缓冲液；

在待检测水中依次加入所述调节剂溶液、显色剂溶液和缓冲液并混匀，得到检测试样；以及

使用分光光度计测量所述检测试样的吸光度值，并算出所述待检测水样中的锌含量，其中，

所述检测试样中，所述待检测水与显色剂溶液、调节剂溶液液和缓冲液的体积比为（3~15）：（0.5~3）：（0.5~3）：（1~4），

所述调节剂溶液中调节剂和水的体积比为（0.5~5）：(500~3000)，所述调节剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的任一种。

在本发明的一些示例中，使用铅标准水溶液与所述调节剂溶液、显色剂溶液和缓冲液混匀并测定吸光度值，以绘制铅溶液标准吸光度曲线，并通过将所述检测试样的吸光度值与所述标准吸光度曲线进行比较来计算所述待检测水样中的铅含量。

优选地，所述待检测水样与调节剂溶液、显色剂溶液和缓冲液的体积比为（3~15）：（0.5~3）：（0.5~3）：（1~4）。

与现有技术中必须用萃取技术相比，根据本发明的检测方法，避免了使用三氯甲烷等高毒性有机溶剂萃取所带来的人体危害和环境污染，简便快速，测定结果准确，对环境更加友好。

下面，通过优选实施例来详细说明根据本发明实施例的试剂包及使用该试剂包的检测方法。

其中，以显色剂为锌试剂、调节液为OP溶液、缓冲液为硼酸盐缓冲液为例对检测方法进行说明。对于使用其他实施例的试剂包的情况，除了试剂包的组成不同之外，可以采用相同的方法进行检测，此处省略其详细说明。

实施例1

用于监测锌离子的试剂包的制备原料为：纯度为AR的锌试剂、纯度为AR的乙醇、纯度为AR的OP、纯度为AR的氯化钾、硼酸、氢氧化钠和纯水。

显色剂溶液的制备：称取一定量的锌试剂，加入一定量乙醇溶解，至于1000ml容量瓶中，用乙醇定容，混匀备用。其中，所述掩蔽剂溶液中掩蔽剂和水的质量体积比为0.08g：1L。

调节液的制备：准确量取一定量OP溶于纯水中，搅拌至完全溶解，再加入纯水，定容至1000ml，混匀，保存在棕色容量瓶中备用，所述调节剂和纯水的质量体积比为10ml：1L。

缓冲液的制备：称取一定量氯化钾-硼酸-氢氧化钠溶于纯水中，摇匀，再加入纯水，定容至1000ml，摇匀，备用。

标准曲线的绘制： 准确移取0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50 ml浓度为20mg/L的铅标准使用液于100ml容量瓶中，加入1ml掩蔽剂，将溶液充分混匀，加入1 ml显色剂之后，将溶液充分混匀，再加入1ml缓冲液，充分摇匀，几分钟后，以试剂空白为参比，30 mm比色皿，一定波长处测量吸光度值，并绘制标准曲线。

实施例2

用天瑞在线水质锌离子监测仪自动吸取一定量加标的实际水样，再依次自动吸取显色剂溶液、调节剂溶液、缓冲液，通过自动混合，5分钟后，以试剂空白为参比，30mm光程的比色皿，在620nm波长处测量吸光度值，六次测量的结果分别为1.548、1.597、1.604、1.626、1.580、1.615，相对标准偏差RSD为1.7%。

由本实施例可见，采用本发明制备的监测锌离子的试剂包监测锌离子，所测结果精密度、准确度均很好，解决了由于自动进样管路残留所带来的误差。

实施例3

用天瑞在线水质铅离子监测仪自动吸取一定量的实际水样，再依次自动吸取显色剂溶液、调节剂溶液、缓冲液，通过自动混合，5分钟后，以试剂空白为参比，30mm光程的比色皿，在620nm波长处测量吸光度值，六次测量的结果分别为0.092、0.086、0.088、0.084、0.084、0.088、0.088，相对标准偏差为0.0028。

由本实施例可见，采用本发明所用试剂及配比所测水样检出下限低至0.1mg/L，达到国标要求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种检测水质中锌离子的方法，其特征在于，包括以下步骤：

量取调节剂溶液、显色剂溶液和缓冲液；

在待检测水中依次加入所述调节剂溶液、显色剂溶液和缓冲液并混匀，得到检测试样；以及

使用分光光度计测量所述检测试样的吸光度值，并算出所述待检测水样中的锌含量，其中，

所述检测试样中，所述待检测水与显色剂溶液、调节剂溶液液和缓冲液的体积比为（3~15）：（0.5~3）：（0.5~3）：（1~4），

所述调节剂溶液中调节剂和水的体积比为（0.5~5）：(500~3000)，所述调节剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的任一种。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阴离子表面活性剂包括十二烷基苯硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种，

所述阳离子表面活性剂包括十六烷基三甲胺、氯化十四烷基苄基二甲胺、氯化十六烷基吡啶中的至少一种，

所述非离子表面活性剂包括吐温- 80、OP、曲拉通X- 100、ß-环糊精中的至少一种。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调节剂为非离子表面活性剂。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调节剂溶液中调节剂和水的体积比为（0.5~3）：(500~2000)。

5.如权利要求1~4中任一项所述的方法，其特征在于，所述显色剂溶液中显色剂和水的体积比为（0.05~5g）：1L，所述显色剂为1-( 2-吡啶偶氮) -2-萘酚( PAN )、三羟基荧光酮类显色剂、以及2 - 羧基-2′羟基- 5′磺基偕苯偶氮苯钠盐中的任一种。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缓冲液为硼酸盐缓冲溶液。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用锌标准水溶液与所述掩蔽剂溶液、显色剂溶液和缓冲液混匀并测定吸光度值，以绘制锌溶液标准吸光度曲线，并通过将所述检测试样的吸光度值与所述标准吸光度曲线进行比较来计算所述待检测水样中的锌含量。