CN103901028A - 一种饮用水中氟含量的快速判定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种饮用水中氟含量的快速判定方法及装置，采用A、B双组份构成的长效氟显色剂，将A组份封装在胶囊中，将B组份装入针筒内，使用时，旋转注射活塞将胶囊切断，胶囊中的A组份流出与B组份溶液混合获得长效显色剂，吸入待测水样至刻度位置，摇动针筒直至显示液变色至稳定，颜色不再变化为止，通过对比显示液体与比色卡的颜色来判断水样中的含氟量是否超标；装置包括由前针筒、后针筒、注射活塞，前针筒与后针筒连接处设有环形卡套，环形卡套的内圈设有提供胶囊进入的梯形剪切口，注射活塞的前端部设有将胶囊送入梯形剪切口的胶囊定位槽，后针筒壁上设有比色卡，能够快速检测饮用水中水质氟含量是否超标，使用简单、方便、快捷、测试结果准确、干扰因素少。
Description
技术领域
本发明涉及一种饮用水水质测定方法及装置，尤其是一种适用于饮用水中微量氟含量是否达标的快速判定方法及装置。
背景技术
氟是地球表面分布最广的元素之一，在土壤和岩石中氟以磷灰石[3Ca(P04)2·CaF]、萤石(CaF2)和冰晶石(Na3AlF6)等形式存在。当地下水或雨水流经高氟地层时，氟可以溶解于水中，造成水中含有不同浓度的氟离子。氟是人体维持正常生理活动不可缺少的微量元素之一。一般认为，微量的氟是人体必需的，有利于骨骼的坚固性。通常情况下，机体从外界摄入的氟过多或不足都会影响人体健康，氟离子在水中适量存在（0.4～0.6ppm），对预防龋齿是有益的。一般正常人每日摄入氟量在3.0～4.5mg，其中60～70%的氟来自饮用水，由于机体对饮用水中的氟很易吸收(吸收率高达90%)，因此人体所需要的氟主要来自饮用水。但过量的氟对人体是有害的，主要损害牙齿的釉质、骨骼的成骨和破骨活动，并影响全身各组织器官，轻者出现氟斑牙和全身各个骨骼及关节部位疼痛等症状，较重者呈现关节僵硬及运动机能障碍，严重者呈现躯干变形和瘫痪，以致造成终生残废。我国现行的生活饮用水标准（GB5749-2006）规定：饮用水中氟化物的含量不能超过1mg/L。
我国氟污染现象比较严重。据有关部门统计，我国氟中毒病区人口约为2亿人，氟斑牙病人达到4千万人，氟骨症患者达到80多万人，范围遍及全国27个省市自治区，其中饮水型氟中毒占很大的比例。特别是对于广大农村而言，由于这些地方经济不发达，饮用水中水质是否达标，其中氟含量是否超标，很难检测。有些高氟水地区由于人烟稀少，交通不便，只能建立一些小型分散式的饮用水处理设施，例如家庭用的饮用水除氟设备，设备在长时间使用后，除氟滤料的效能会降低，这样用户必然面临处理后水中氟含量是否能够达标，以及什么时候更换滤料等问题，至今还没有解决。
目前常用的氟离子浓度检测方法主要有氟离子选择电极法，茜素磺酸锆比色法、氟试剂分光光度法以及离子色谱法等，其中应用最广泛的是氟离子选择性电极法和氟试剂分光光度法。氟离子选择电极法选择性好，测定范围很宽，但是电极膜易污染而影响测试结果和使用寿命，测定结果受温度影响比较大，操作繁琐，计算复杂，不适用于广大农村地区或现场快速测定；茜素磺酸铅盐比色法是利用氟离子和金属锆离子形成稳定的无色化合物,使其从茜素磺酸铅盐(红色整合物)中游离出而褪色,进行比色测定，该法产生的络合物颜色不稳定，测量误差较大；氟试剂分光光度法采用氟化物与氟试剂和硝酸镧反应，生成蓝色络合物的颜色随着氟离子浓度的增高而加深，显色反应一般利用分光光度计测定溶液的吸光度获得氟离子的浓度，但由于氟试剂的水溶液保质期比较短，无法满足产品化要求；离子色谱可用于多种无机阴、阳离子同时分析，具有简单、快速和高灵敏度等优点。但是离子色谱法和分光光度法所用仪器精密、贵重，操作繁琐，需要专业人员操作，不适用于广大农村地区或现场快速测定。
发明内容
技术问题：本发明的目的是针对已有技术中存在的问题，提供一种结构简单、操作方便、快速实用、适用于广大农村地区和现场饮用水中氟含量是否达标的快速判定方法及装置。
技术方案：本发明的饮用水中氟含量的快速判定方法，包括由A、B双组份构成的长效氟显色剂，A组份由氟试剂与稀释剂配制而成，B组份由0.001mol/L的硝酸镧溶液，pH=4.1-4.5的醋酸钠-冰醋酸缓冲液和丙酮，按照体积比配制而成，其特征在于，包括如下步骤：
a、将所述的A组份由氟试剂与稀释剂按0.1-0.2g：99.9-99.8g配制，混合均匀后，取1-2gA组分封装在胶囊中，所述稀释剂为淀粉或蔗糖；
b、将所述B组份的硝酸镧溶液、醋酸钠-冰醋酸缓冲液和丙酮按照4:2:4的体积比配制，混合均匀后，装入快速判定装置的透明注射管内，液位略高于B组份溶液刻度线，，再将A组份封装的胶囊装入快速判定装置的注射活塞前端部胶囊定位槽内；
c、将注射活塞推入后针筒内，翻转注射管至吸水口朝上，使胶囊对准胶囊定位槽，将注射活塞推到底，使胶囊进入到环形卡套的梯形剪切口内，注射管内的空气和多余的液体排出，将液位控制在B组份溶液刻度线位置处，套上封帽，封装备用；
d、现场测定水样时，通过定位转动手柄旋转注射活塞，固定在梯形剪切口内的胶囊被切断，胶囊中的A组份流出与B组份溶液混合，摇动针筒使A、B双组份充分反应后，静止5-10分钟，获得长效显色剂；
e、取下封帽，将吸水口插入待测水样中，旋转活塞吸入水至总液位刻度线（15）处，同时旋转注射活塞或后注射管，使限位卡板上的活塞定位销穿过带孔定位板，固定住活塞位置，套上封帽，摇动注射管直至显示液变色至稳定，颜色不再变化为止，将注射管内液体的颜色与比色卡比对；
若注射管中液体的颜色显示为大红色，表示待测水样中不含氟；
若注射管中液体的颜色显示为粉红色至紫色中间的颜色，表示待测水样中的氟含量处于安全范围；
若注射管中液体的颜色显示为深蓝色，表示待测水样中的氟含量超标。
用于上述方法的饮用水中氟含量的快速判定装置，包括由玻璃或塑料制成的透明注射管，所述的透明注射管包括前针筒和后针筒，前针筒与后针筒连接处设有环形卡套，环形卡套的外圈上设有顶靠在前针筒内壁上的撑角，环形卡套的内圈设有提供胶囊进入的梯形剪切口，所述的前针筒前部呈斗状，头部吸水口上设有封帽；所述后针筒内设有与其相配合的注射活塞，注射活塞的前端部设有将胶囊送入梯形剪切口的胶囊定位槽，注射活塞的后部设有带孔定位板，后端设有定位转动手柄，后针筒的外端部设有与带孔定位板位置相对应的限位卡板，限位卡板上设有可穿过带孔定位板的活塞定位销；所述的后针筒壁上设有比色卡、总液位刻度线，B组份溶液刻度线。
所述的前针筒内设有多个陶瓷球；所述的注射活塞的前部设有与后针筒相配合的密封圈；所述的限位卡板为2～3个。
有益效果：本发明通过采用A、B双组份构成的长效氟显色剂，将A组份封装在胶囊中，将B组份装入针筒内，使用时，旋转注射活塞将胶囊切断，胶囊中的A组份流出与B组份溶液混合获得长效显色剂，吸入待测水样至刻度位置，摇动针筒直至显示液变色至稳定，颜色不再变化为止，通过对比显示液体与比色卡的颜色来判断水样中的氟含量是否超标；能够快速检测饮用水中氟含量是否达标，尤其适用于广大农村地区或现场快速测定，解决了经济不发达、人烟稀少、交通不便的农村及牧区的高氟水含量检测的问题。其主要优点：
1.本发明可以轻松判定水中氟离子浓度是否达标，使用简单、方便、快捷、测试结果准确、干扰因素少。
2.本发明的氟显色剂采用A、B组份分开包装，使用时搅拌均匀，储存期长（可达一年以上），性能稳定，能够满足用户需要。
3.本发明携带方便，适用于现场检测，对于河流、湖泊、工厂废水等水质的检测非常方便。
4.本发明成本低，对操作技术要求低，适用于广大农村地区。
附图说明
图1是本发明的外形结构图。
图2是本发明的剖面展开结构图。
图3是图2的A－A剖视结构图。
图4是图1的局部放大结构图。
图中：封帽-1，吸水口-2，前针筒-3，陶瓷球-4，环形卡套-5，溶液B-6，后针筒-7，胶囊-8，胶囊定位槽-9，限位卡板-10，活塞定位销-11，活塞-12，带孔定位板-13，定位转动手柄-14，总液位刻度线-15，B组份溶液刻度线-16，比色卡-17。
具体实施方式
下面结构附图对本发明的实施例作进一步的描述：
实施例一：
1.本发明的饮用水中氟含量的快速判定方法，包括由A、B双组份构成的长效氟显色剂，A组份由氟试剂与稀释剂配制而成，B组份由0.001mol/L的硝酸镧溶液，pH=4.1-4.5的醋酸钠-冰醋酸缓冲液和丙酮，按照体积比配制而成，包括如下步骤：
a、将所述的A组份由氟试剂与稀释剂按0.1：99.9配制，混合均匀后，取2g A组分封装在胶囊（8）中，所述稀释剂为淀粉；
b、将所述B组份的硝酸镧溶液、醋酸钠-冰醋酸缓冲液和丙酮按照4:2:4的体积比配制，混合均匀后，装入快速判定装置的透明注射管内，液位略高于B组份溶液5mL刻度线16，再将A组份封装的胶囊8装入快速判定装置的注射活塞12前端部胶囊定位槽9内；
c、将注射活塞12推入后针筒7内，翻转注射管至吸水口朝上，使胶囊8对准胶囊定位槽9，将注射活塞12推到底，使胶囊8进入到环形卡套5的梯形剪切口内，注射管内的空气和多余的液体排出，将液位控制在B组份溶液5mL刻度线16位置处，套上封帽，封装备用；
d、现场测定水样时，通过定位转动手柄14旋转注射活塞12，固定在梯形剪切口内的胶囊被切断，胶囊8中的A组份流出与B组份溶液混合，摇动针筒使A、B双组份充分反应后，静止10分钟，获得长效显色剂；
e、取下封帽，将吸水口插入待测水样中，旋转活塞吸入水至总液位10mL刻度线15处，同时旋转注射活塞12或注射管，使限位卡板10上的活塞定位销11穿过带孔定位板13，固定住注射活塞12位置，套上封帽，摇动注射管直至显示液变色至稳定，颜色不再变化为止，将注射管内液体的颜色与比色卡17比对；
注射管中液体的颜色显示为大红色，判定待测水样中不含氟。
实施例二：
1.本发明的饮用水中氟含量的快速判定方法，包括由A、B双组份构成的长效氟显色剂，A组份由氟试剂与稀释剂配制而成，B组份由0.001mol/L的硝酸镧溶液，pH=4.1-4.5的醋酸钠-冰醋酸缓冲液和丙酮，按照体积比配制而成，包括如下步骤：
a、将所述的A组份由氟试剂与稀释剂按0.1：99.9配制，混合均匀后，取1g A组分封装在胶囊（8）中，所述稀释剂为蔗糖；
b、将所述B组份的硝酸镧溶液、醋酸钠-冰醋酸缓冲液和丙酮按照4:2:4的体积比配制，混合均匀后，装入快速判定装置的透明注射管内，液位略高于B组份溶液3mL刻度线16，再将A组份封装的胶囊8装入快速判定装置的注射活塞12前端部胶囊定位槽9内；
c、将注射活塞12推入后针筒7内，翻转注射管至吸水口朝上，使胶囊8对准胶囊定位槽9，将注射活塞12推到底，使胶囊8进入到环形卡套5的梯形剪切口内，注射管内的空气和多余的液体排出，将液位控制在B组份溶液3mL刻度线16位置处，套上封帽，封装备用；
d、现场测定水样时，通过定位转动手柄14旋转注射活塞12，固定在梯形剪切口内的胶囊被切断，胶囊8中的A组份流出与B组份溶液混合，摇动针筒使A、B双组份充分反应后，静止5分钟，获得长效显色剂；
e、取下封帽，将吸水口插入待测水样中，旋转活塞吸入水至总液位6mL刻度线15处，同时旋转注射活塞12或注射管，使限位卡板10上的活塞定位销11穿过带孔定位板13，固定住注射活塞12位置，套上封帽，摇动注射管直至显示液变色至稳定，颜色不再变化为止，将注射管内液体的颜色与比色卡17比对；
注射管中液体的颜色显示为雪青色，判定待测水样中氟含量是安全的。
实施例三：
1.本发明的饮用水中氟含量的快速判定方法，包括由A、B双组份构成的长效氟显色剂，A组份由氟试剂与稀释剂配制而成，B组份由0.001mol/L的硝酸镧溶液，pH=4.1-4.5的醋酸钠-冰醋酸缓冲液和丙酮，按照体积比配制而成，包括如下步骤：
a、将所述的A组份由氟试剂与稀释剂按0.2：99.8配制，混合均匀后，取1g A组分封装在胶囊8中，所述稀释剂为淀粉；
b、将所述B组份的硝酸镧溶液、醋酸钠-冰醋酸缓冲液和丙酮按照4:2:4的体积比配制，混合均匀后，装入快速判定装置的透明注射管内，液位略高于B组份溶液5mL刻度线16，再将A组份封装的胶囊8装入快速判定装置的注射活塞12前端部胶囊定位槽9内；
c、将注射活塞12推入后针筒7内，翻转注射管至吸水口朝上，使胶囊8对准胶囊定位槽9，将注射活塞12推到底，使胶囊8进入到环形卡套5的梯形剪切口内，注射管内的空气和多余的液体排出，将液位控制在B组份溶液5mL刻度线16位置处，套上封帽，封装备用；
d、现场测定水样时，通过定位转动手柄14旋转注射活塞12，固定在梯形剪切口内的胶囊被切断，胶囊8中的A组份流出与B组份溶液混合，摇动针筒使A、B双组份充分反应后，静止10分钟，获得长效显色剂；
e、取下封帽，将吸水口插入待测水样中，旋转活塞吸入水至总液位10mL刻度线15处，同时旋转注射活塞12或注射管，使限位卡板10上的活塞定位销11穿过带孔定位板13，固定住注射活塞12位置，套上封帽，摇动注射管直至显示液变色至稳定，颜色不再变化为止，将注射管内液体的颜色与比色卡17比对；
注射管中液体的颜色显示为深蓝色，判定待测水样中的氟含量超标。
用于上述方法的饮用水中氟含量的快速判定装置，包括由玻璃或塑料制成的透明注射管，所述的透明注射管包括前针筒3和后针筒7，前针筒3与后针筒7连接处设有环形卡套5，环形卡套5的外圈上设有顶靠在前针筒3内壁上的撑角，环形卡套5的内圈设有提供胶囊8进入的梯形剪切口，所述的前针筒3前部呈斗状，头部吸水口2上设有封帽1；前针筒3内设有多个能使液体混合均匀的陶瓷球4。所述后针筒7内设有与其相配合的注射活塞12，注射活塞12的前部设有与后针筒7相配合的密封圈。注射活塞12的前端部设有将胶囊8送入梯形剪切口的胶囊定位槽9，注射活塞12的后部设有带孔定位板13，后端设有定位转动手柄14，后针筒7的外端部设有与带孔定位板13位置相对应的限位卡板10，限位卡板10为2～3个。限位卡板10上设有可穿过带孔定位板13的活塞定位销11；所述的后针筒7壁上设有比色卡17、总液位刻度线15，B组份溶液刻度线16。
Claims (5)
1.一种饮用水中氟含量的快速判定方法，包括由A、B双组份构成的长效氟显色剂，A组份由氟试剂与稀释剂配制而成，B组份由0.001mol/L的硝酸镧溶液，pH=4.1-4.5的醋酸钠-冰醋酸缓冲液和丙酮，按照体积比配制而成，其特征在于，包括如下步骤：
a、将所述的A组份由氟试剂与稀释剂按0.1-0.2g：99.9-99.8g配制，混合均匀后，取1-2gA组分封装在胶囊（8）中，所述稀释剂为淀粉或蔗糖；
b、将所述B组份的硝酸镧溶液、醋酸钠-冰醋酸缓冲液和丙酮按照4:2:4的体积比配制，混合均匀后，装入快速判定装置的透明注射管内，液位略高于B组份溶液刻度线（16），再将A组份封装的胶囊（8）装入快速判定装置的注射活塞（12）前端部胶囊定位槽（9）内；
c、将注射活塞（12）推入后针筒（7）内，翻转注射管至吸水口朝上，使胶囊（8）对准胶囊定位槽（9），将注射活塞（12）推到底，使胶囊（8）进入到环形卡套（5）的梯形剪切口内，注射管内的空气和多余的液体排出，将液位控制在B组份溶液刻度线（16）位置处，套上封帽，封装备用；
d、现场测定水样时，通过定位转动手柄（14）旋转注射活塞（12），固定在梯形剪切口内的胶囊被切断，胶囊（8）中的A组份流出与B组份溶液混合，摇动针筒使A、B双组份充分反应后，静止5-10分钟，获得长效显色剂；
e、取下封帽，将吸水口插入待测水样中，旋转活塞吸入水至总液位刻度线（15）处，同时旋转注射活塞（12）或注射管，使限位卡板（10）上的活塞定位销（11）穿过带孔定位板（13），固定住注射活塞（12）位置，套上封帽，摇动注射管直至显示液变色至稳定，颜色不再变化为止，将注射管内液体的颜色与比色卡（17）比对；
若注射管中液体的颜色显示为大红色，表示待测水样中不含氟；
若注射管中液体的颜色显示为粉红色至紫色中间的颜色，表示待测水样中的氟含量处于安全范围；
若注射管中液体的颜色显示为深蓝色，表示待测水样中的氟含量超标。
2.一种用于权利要求1所述方法的饮用水中氟含量的快速判定装置，包括由玻璃或塑料制成的透明注射管，其特征在于：所述的透明注射管包括前针筒（3）和后针筒（7），前针筒（3）与后针筒（7）连接处设有环形卡套（5），环形卡套（5）的外圈上设有顶靠在前针筒（3）内壁上的撑角，环形卡套（5）的内圈设有提供胶囊（8）进入的梯形剪切口，所述的前针筒（3）前部呈斗状，头部吸水口（2）上设有封帽（1）；所述后针筒（7）内设有与其相配合的注射活塞（12），注射活塞（12）的前端部设有将胶囊（8）送入梯形剪切口的胶囊定位槽（9），注射活塞（12）的后部设有带孔定位板（13），后端设有定位转动手柄（14），后针筒（7）的外端部设有与带孔定位板（13）位置相对应的限位卡板（10），限位卡板（10）上设有可穿过带孔定位板（13）的活塞定位销（11）；所述的后针筒（7）壁上设有比色卡（17）、总液位刻度线（15），B组份溶液刻度线（16）。
3.根据权利要求2所述的饮用水中氟含量的快速判定装置，其特征在于：所述的前针筒（3）内设有多个陶瓷球（4）。
4.根据权利要求2所述的饮用水中氟含量的快速判定装置，其特征在于：所述的注射活塞（12）的前部设有与后针筒（7）相配合的密封圈。
5.根据权利要求2所述的饮用水中氟含量的快速判定装置，其特征在于：所述的限位卡板（10）为2～3个。
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