CN103926239B - 水性样品中的可氧化污染物的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测水性样品中可氧化污染物的方法，该方法包括首先将样品与定量的过量高锰酸盐反应，随后加入过量的还原剂，再将残余的还原剂在室温下与指示剂反应，从而测定样品中可氧化污染物的量。本发明还公开了用于检测水性样品中可氧化污染物的试剂盒。

Description

水性样品中的可氧化污染物的检测方法

技术领域

本发明涉及化学分析领域，具体涉及水性样品中可氧化污染物的检测方法和试剂盒。

技术背景

水，特别是饮用水的水质与人类健康和生活质量密切相关。人类的活动使得大量的工业、农业和生活废弃物排入水中，使得地表水、地下水质量下降甚至受到污染。随着人口的增长以及社会的发展，日益加重的水污染成为了最为突出的环境问题之一。

高锰酸盐指数是反映水体中有机及无机可氧化物污染程度的常用指标，是衡量环境质量的重要指标。高锰酸盐指数是指在一定条件下，用高锰酸盐氧化水体中某些有机及无机还原性物质时所消耗的量，以氧的mg/L来表示，这一指数也被称为COD Mn。COD Mn是生活饮用水及江河、湖泊、水库等地表水或地下水源的水质检测中较常用的指标。在中国，CODMn是生活饮用水和地表水水质的必检指标之一(中华人民共和国国家标准，生活饮用水卫生标准GB5749-2006，地表水环境质量标准GB3838-2002)，几乎所有的水质监测机构每天都要检测该项目。

中国制定了酸性高锰酸钾法的国家标准，使用滴定法检测COD Mn指数。该方法是将待测样品、已知量的高锰酸钾和硫酸在沸水浴中加热30min，反应后加入过量的草酸钠还原剩余的高锰酸钾，再用高锰酸钾标准溶液回滴过量的草酸钠，从而计算得到样品中高锰酸盐指数。由于回滴需要在较高温度下进行，即使是有经验的技术人员在操作时最多只能同时处理4-6个样品。由于也是使用Mn(VII)作为指示剂，因此也存在方法准确度和精密度不够高的问题。

由于滴定法具有很多缺点，已经有人开发出基于吸光度的检测方法。基于吸光度的检测方法与滴定法相比，操作更简单，准确度和精确度也更高。目前主要有两种基于吸光度的检测方法来测定COD Mn。第一种方法是直接测定法，即，将水样与过量高锰酸盐完全反应，再检测剩余高锰酸盐的吸光度，由此推算样品的COD Mn，例如日本Central Kagaku公司(CKC)的检测方法和韩国C-Mac Vial的测定方法。但是，直接测定高锰酸盐的准确度和精密度欠佳，这是因为Mn(VII)的色彩分辨率不够高。此外，CKC方法还需要多一步过滤步骤，以避免Mn(VII)自身催化反应的影响，但是步骤增加不仅降低了操作便利性，还导致了成本增加。

第二种常用的检测方法例如德国兰格(Lange)LCK 394TNT plus vial的方法，该方法先将水样与过量高锰酸盐完全反应，再加入过量草酸钠还原高锰酸盐，然后再加入定量的高锰酸盐的标准溶液氧化过量的草酸钠，通过测定剩余的高锰酸盐的吸光度，由此推算样品的COD Mn。LCK方法的缺点在于需要将信号测定时间精确在1-1.5min之间，否则信号将发生显著偏移，从而影响测量结果。

为了克服上述问题，本发明提供了新的方法和试剂盒以用于水性样品中污染物的检测。

发明简述

本发明的一方面涉及一种检测水性样品中可氧化的污染物的方法，该方法包括：将所述样品与定量的过量高锰酸盐反应，将残余的高锰酸盐与定量的过量还原剂反应，将残余的还原剂在室温条件下与指示剂反应，测定水性样品中可氧化的污染物的量。

在某些实施方式中，所述指示剂能够与还原剂反应生成有色产物。在某些实施方式中，所述测定水性样品中可氧化污染物的量包括测定所述有色产物的量。在某些实施方式中，有色产物的量通过颜色的改变来测定。在某些实施方式中，有色产物的量通过分光光度法或比色法测定。

在某些实施方式中，本发明所述的方法进一步包括根据所述有色产物的量，确定样品中可氧化的污染物的量。

在某些实施方式中，还原剂将高锰酸盐中的锰(VII)还原为锰(II)。还原剂的例子包括亚铁盐、亚硝酸盐、草酸盐(如草酸钠)、硫化物、碘化物、溴化物和亚硫酸盐。在本发明的某些实施方式中，还原剂是亚铁盐。

在某些实施方式中，指示剂包括但不限于邻二氮菲、磺胺酸和α-甲萘胺混合物、对氨基二甲基苯胺、碘酸盐-淀粉混合物、碱性品红、和羟甲基戊二醛-盐酸副玫瑰苯胺混合物。在本发明的某些实施方式中，指示剂是邻二氮菲。

在某些实施方式中，水性样品是水样。在某些实施方式中，样品是自来水、饮用水、地表水(如河水、湖水)、地下水(如井水、泉水)、饮料水或海水。

在某些实施方式中，本发明所述的方法还包括将样品在不低于70摄氏度的条件下与高锰酸盐反应。在某些实施方式中，样品与高锰酸盐至少反应20至30分钟。

在某些实施方式中，本发明所述的检测水性样品中可氧化的污染物的方法包括：将所述样品与定量的过量高锰酸盐反应，将残余的高锰酸盐与定量的过量还原剂反应，将残余的还原剂在室温条件下与指示剂反应，确定所述残余的还原剂的量，确定所述残余的高锰酸盐的量，和确定水性样品中可氧化的污染物的量。

本发明的另一方面涉及用于检测水性样品中的可氧化污染物的试剂盒。该试剂盒包括高锰酸盐、还原剂和指示剂。在某些实施方式中，所述试剂盒进一步包括说明书，用于说明样品中污染物的量的测定方法。

本发明的另一方面涉及一种测定含高锰酸盐的水性样品中高锰酸盐的量的方法。该方法包括：将所述样品中的高锰酸盐与定量的过量还原剂反应，将残余的还原剂在室温条件下与指示剂反应，以及测定样品中高锰酸盐的量。

在某些实施方式中，指示剂能够与还原剂反应生成有色产物。在某些实施方式中，测定所述样品中高锰酸盐的量包括测定所述有色产物的量。在某些实施方式中，有色产物的量通过颜色的改变来测定。在某些实施方式中，有色产物的量通过分光光度法测定。在某些实施方式中，还原剂将高锰酸盐中的锰(VII)还原为锰(II)。

本发明还涉及用于检测水性样品中高锰酸盐量的试剂盒，该试剂盒包括能够还原高锰酸盐的还原剂，以及能与还原剂反应生成有色产物的指示剂。该试剂盒进一步包括说明书，用于说明样品中高锰酸盐的量的测定方法。

附图简述

图1为基于亚铁的低量程的高锰酸钾指数的测定。以COD Mn浓度(ppm)对510nm处吸光度作图，并线性回归，回归方程为COD Mn(ppm)＝3.046*Abs，回归系数为0.996，测量范围为0-5ppm。

图2为基于日本CKC公司的吸光度检测法测定高锰酸钾指数。以COD Mn浓度(ppm)对525nm处吸光度作图，并线性回归，回归方程为COD Mn(ppm)＝-9.816*Abs+12.05；回归系数为0.994，测量范围为0-5ppm。

图3为基于德国兰格公司LCK的吸光度检测法测定高锰酸钾指数。以COD Mn浓度(ppm)对525nm处吸光度作图，并线性回归，回归方程为COD Mn(ppm)＝-12.65*Abs+6.370；回归系数为0.971，测量范围为0-5ppm。

图4为基于亚铁的高量程的高锰酸钾指数的测定。以COD Mn浓度(ppm)对510nm处吸光度作图，并线性回归，回归方程为COD Mn(ppm)＝0.553*(Abs)²+5.202*(Abs)+2.716；回归系数为0.999，测量范围为3-15ppm。

图5为基于亚硝酸根的高锰酸钾指数的检测。以COD Mn浓度(ppm)对540nm处吸光度作图，并线性回归，回归方程为COD Mn(ppm)＝2.854*Abs+0.483，回归系数为0.996，测量范围为0-5ppm。

图6为基于亚硝酸根的高锰酸钾的定量测定。以高锰酸钾浓度(ppm)对540nm处吸光度作图，并线性回归，回归方程为CKMnO4(ppm)＝-14.13*Abs+32.26，回归系数为0.999，测量范围为1-25ppm。

图7为基于亚铁的高锰酸钾的定量测定。以高锰酸钾浓度(ppm)对510nm处吸光度作图，并线性回归，回归方程为CKMnO4(ppm)＝-17.55*Abs+32.5，回归系数为0.999，测量范围为1-25ppm。

发明详述

本发明的方法和试剂盒为水性样品中污染物的检测提供了一种更为准确、灵敏并且操作更为便捷的方法。

I.检测水性样品中可氧化的污染物的方法

在一方面，本申请提供了一种检测水性样品中可氧化的污染物的方法，该方法包括将所述样品与定量的过量高锰酸盐反应，将残余的高锰酸盐与定量的过量还原剂反应，将残余的还原剂在室温条件下与指示剂反应，以及测定水性样品中可氧化污染物的量。

在本申请中，“可氧化污染物的量”是指一种或多种指数，其能够直接或间接表征水性样品中含有的可氧化污染物的多少。这样的指数可以包括，例如，水性样品中可氧化污染物的浓度、重量、摩尔数、或者化学需氧量(Chemical Oxygen Demand，COD)等等。在某些实施方式中，可氧化污染物的量是指可氧化污染物的化学需氧量指数(COD指数)。对于水性样品而言，COD指数是指在一定条件下，氧化每升水样中的污染物所需的氧的重量，通常表示以mg/L表示，或以ppm表示。可以使用氧化剂氧化水性样品中的污染物，根据消耗的氧化剂所相当的氧的重量，可以测定COD指数。氧化剂所相当的氧的重量可以这样计算，假设所消耗的氧化剂在氧化污染物时总共提供了X摩尔的电子，当使用氧气来提供X摩尔的电子时(每摩尔氧气可提供4摩尔电子)，所需的氧气的重量(例如，请见，Biological Waste watertreatment，published by IWA Publishing，2008，Edited by Mogens Henze等，Chapter2，p19)。多种氧化剂可以用于测定COD指数，例如，高锰酸盐或重铬酸盐等。在某些实施方式中，可氧化污染物的量用高锰酸盐测定，即，用高锰酸盐最大程度氧化水性样品中的可氧化污染物，根据高锰酸盐的消耗量，推算达到同样氧化效果时所需氧气的重量。这样推算出的氧气重量称为高锰酸盐指数(COD Mn)。在某些实施方式中，可氧化污染物的量是指可氧化污染物的高锰酸盐指数。在某些实施方式中，本发明的方法可以用于检测可氧化污染物的量为COD Mn 0-20ppm的水性样品。在某些实施方式中，所述水性样品中可氧化污染物的量为COD Mn 0-5ppm，COD Mn 0-10ppm，COD Mn 3-10ppm，COD Mn 3-15ppm或COD Mn 3-20ppm。

高锰酸盐是已知的强氧化剂，能够将水性样品中的可氧化的污染物氧化，同时导致自身被还原。基于被还原的高锰酸盐的量，能够推算水性样品中可氧化的污染物的量。以简单的公式表示为：

被污染物还原的高锰酸盐的量→可氧化的污染物的量

为准确测定可氧化污染物的量，可以使加入的高锰酸盐过量，以确保可氧化污染物的完全反应。与样品中污染物氧化反应后残余的高锰酸盐可与还原剂反应，并通过测定与之反应的还原剂的量，可以推算残余的高锰酸盐的量，进而由高锰酸盐的总量推算出与水性样品中可氧化污染物反应的高锰酸盐量。以简单的公式表示为：

高锰酸盐总量＝被污染物还原的高锰酸盐的量+残余的高锰酸盐的量

被高锰酸盐氧化的还原剂的量→残余的高锰酸盐的量

在某些实施方式中，还原剂可以与加入的高锰酸盐等当量。“等当量”是指，在氧化还原反应中，A摩尔的氧化剂提供的电子总数等于B摩尔的还原剂接受的电子总数，此时A摩尔的还原剂与B摩尔的氧化剂为等当量。假设水性样品中不含可氧化的污染物，则等当量的还原剂刚好能够完全还原加入的高锰酸盐。如果水性样品中含有可氧化的污染物，则部分高锰酸盐将被污染物消耗，并相应导致还原剂的残余，而这部分残余的还原剂正好对应于被污染物消耗的高锰酸盐，并进而可以由残余的还原剂的量推算出可氧化的污染物的量。

在本发明的方法中，还原剂的检测也是通过间接检测的方法完成。通过使用过量的还原剂，以确保残余的高锰酸盐被完全反应。残余的还原剂再通过其他的方法进行定量检测。在本发明的方法中，将残余的还原剂与指示剂在室温条件下反应，由此测定残余的还原剂的量。例如，通过检测还原剂与指示剂的反应产物的生成，或者检测反应物(如指示剂)的减少，可以确定残余的还原剂的量。如果还原剂与高锰酸盐等当量，则可以根据残余的还原剂的量直接推算出与水性样品反应的高锰酸盐的量。如果还原剂与高锰酸不等当量，则可以根据加入的还原剂的总量，可以进一步推算与高锰酸盐反应的还原剂的量，并由此推算与水性样品反应的高锰酸盐的量。以简单的公式表示为：

还原剂总量＝被高锰酸盐氧化的还原剂的量+残余的还原剂的量

“水性样品”在本发明中是指溶于水中的样品。水性样品可以是基本由水作为溶剂的水溶液。在某些实施方式中，水溶液中水的重量比为大于或等于40％、50％、60％、70％、80％或者90％。在某些实施方式中，水溶液中水的重量比为大于或等于95％，或者大于或等于98％，或者大于或等于99％，或者大于或等于99.5％。在某些实施方式中，水性样品除含有水以外，还含有可与水互溶的其他溶剂，例如乙醇、甲醇、丙酮、四氢呋喃、DMF、DMA、DMSO、HMPA、丁砜、二氧六环(二恶烷)、羟基丙酸、乙胺、乙二胺、乙二醇、甘油等。

在某些实施方式中，水性样品是水样。水样可以是取自自然的水体样本(例如，取自地表水或地下水的水样)，或者也可以是人为处理过的水体样本(例如，自来水、饮用水等)。示例性的水性样品包括，但不限于，自来水、饮用水、地表水(例如河水、江水、湖水、水库水)、地下水(例如井水、泉水)、饮料水或海水。在某些实施方式中，待测试的水性样品是自来水。在某些实施方式中，水性样品是饮用水。

水性样品中，除了水之外还可能含有污染物。本发明所述的“污染物”是指在水性样品中含有的所有非水的成分。根据能否被氧化，污染物可以分为可氧化污染物和不可氧化污染物。在某些实施方式中，水性样品可能含有可氧化污染物。本发明中的“可氧化污染物”是指任何能够被高锰酸盐氧化的污染物。可氧化污染物可以包括，例如有机物、和/或可氧化的无机物。有机物可以包括生物有机物(例如微生物、细菌等)、有机化合物(例如，至少具有一个供电子芳香基的芳香族化合物、不饱和烃类，例如，烯烃、炔烃，以及其他具有还原性的有机化合物，例如醇类、醛类)。可氧化的无机物包括，例如，硫氧化物、氮氧化物、硫化氢、碘化物、氨、亚铁盐、金属类和其他可被高锰酸盐氧化的无机物。

1、水性样品与定量的过量高锰酸盐反应

本发明的方法包括将所述水性样品与定量的过量高锰酸盐反应。

高锰酸盐是指具有高锰酸根的盐类，其具有强氧化性。在某些实施方式中，其中的锰为七价，即Mn(VII)。在某些实施方式中，所述高锰酸盐在水性样品中能够达到足够的溶解度，并电离出强氧化性的高锰酸根(MnO₄ ^-)。可用于本发明所述方法的高锰酸盐的示例如，高锰酸钠、高锰酸钾、高锰酸钙等。

“定量”是指加入的高锰酸盐的量是已知的，即已知加入的高锰酸盐的重量、浓度、体积和/或摩尔量，这些量可以在反应前通过本领域已知的测量手段获知。例如，可以配置高锰酸盐的已知浓度的标准溶液，并精确量取所需体积的该标准溶液。再例如，也可以通过称量，量取所需重量的高锰酸盐固体，然后将该量取出的高锰酸盐固体溶于已知体积的水溶液中配置成高锰酸盐溶液。

“过量”是指高锰酸盐的量相对于水性样品中可氧化的污染物而言过量，即实际加入的高锰酸盐的量大于或等于与可氧化污染物完全反应所需的高锰酸盐的量。加入过量的高锰酸盐能确保水样样品中的可氧化污染物完全反应。在某些实施方式中，高锰酸盐的量足以氧化COD Mn为20ppm、15ppm、10ppm、或5ppm的水性样品中的可氧化污染物。可以选择高锰酸盐的量，以使其适合于待测水性样品的COD Mn的预估范围。例如，如果待测水性样品的预估COD Mn在0-5ppm范围内，则可以选择高锰酸盐的量使之足以氧化COD Mn为5ppm的样品；类似地，如果待测水性样品的预估COD Mn在5-15ppm范围内，则可以选择高锰酸盐的量使之足以氧化COD Mn为15ppm的样品，以此类推。

高锰酸盐与水性样品可以在适当的反应条件下反应，以确保水性样品中的可氧化污染物完全反应。高锰酸盐与水性样品可以在适当的温度下进行反应，例如不低于70℃，或者不低于75℃，或者不低于80℃，或者不低于85℃，或者不低于90℃，或者不低于95℃，或者不低于100℃的条件下反应。在某些实施方式中，高锰酸盐与水性样品在约100℃的条件下反应。高锰酸盐与水性样品的反应还可以有适当的反应时间，例如，至少反应10分钟，或者至少反应20分钟，或者至少反应30分钟，或者至少反应40分钟，或者至少反应50分钟，或者至少反应60分钟。在某些实施方式中，高锰酸盐与水性样品反应10至60分钟，或者反应20至60分钟，或者反应25至60分钟，或者反应30至60分钟，或者反应10至50分钟，或者反应10至40分钟，或者反应10至30分钟，或者反应20至30分钟。在某些实施方式中，样品与高锰酸盐至少反应20至30分钟，或者至少反应20至25分钟，或者至少反应25至30分钟。在某些实施方式中，将高锰酸盐与水性样品充分混匀并进行反应。在某些实施方式中，高锰酸盐与水性样品在酸性条件下反应。例如，可以在高锰酸盐和水性样品的反应中加入硫酸进行反应。在某些实施方式中，高锰酸盐与水性样品在碱性条件下反应。例如，可以在高锰酸盐和水性样品的反应中加入氢氧化钠进行反应。

2、残余的高锰酸盐与定量的过量还原剂反应

本发明的方法进一步包括将残余的高锰酸盐与定量的过量还原剂反应。

在本发明中，“还原剂”是指能被高锰酸盐氧化的任何合适的物质。在某些实施方式中，还原剂能够将高锰酸盐中的七价锰(Mn(VII))还原为二价锰(Mn(II))。示例的还原剂包括但不限于，亚铁盐、亚硝酸盐、草酸盐(如草酸钠)、硫化物、碘化物、溴化物和亚硫酸盐。在某些实施方式中，还原剂是亚铁盐、亚硝酸盐、硫化物、碘化物、溴化物或者亚硫酸盐。

同样地，加入的还原剂的量是已知的，并且对于反应体系中剩余的高锰酸盐而言是过量的，即大于或等于还原高锰酸盐所需的量。可以已知加入的还原剂的重量、浓度和/或体积或摩尔量，这些量可以在反应前通过测量获知，例如，通过可以配置还原剂的已知浓度的标准溶液，并精确量取所需体积的该标准溶液；或者通过称量一定重量的还原剂。

过量的还原剂的加入能使高锰酸盐反应完全。根据先前加入的高锰酸盐的总量，可以估算还原剂的最大需要量，并由此推算过量的还原剂。在某些实施方式中，还原剂与先前加入的高锰酸盐的总量是等当量的。当还原剂与高锰酸盐等当量时，残余的还原剂的量直接对应于被可氧化污染物消耗的高锰酸盐的量，由此可以建立残余还原剂的量与可氧化污染物的量的良好的线性相关性。

还原剂可以在适当的反应条件下与含有残余高锰酸盐的样品反应。例如，可以在适当的温度下反应适当的时间。本领域技术人员可以选择适当的反应温度，例如但不限于，10℃到45℃。适当的反应时间例如，10s-5min，也可以根据需要适当延长或缩短。

在某些实施方式中，在与定量的过量还原剂反应后，高锰酸盐的颜色消失。高锰酸盐通常表现为紫色或紫红色，而低价的锰离子，如二价锰离子通常为无色。当残余的高锰酸盐与还原剂反应完全后，高锰酸盐的颜色消失。

3、残余的还原剂与指示剂反应

本发明的方法进一步包括将残余的还原剂在室温条件下与指示剂反应。

在本申请中，“室温条件”是指约0℃到约50℃之间的任意的温度。在某些实施方式中，室温条件可以是，例如5～50℃，10～50℃，15～50℃，20～50℃，25～50℃，30～50℃，35～50℃，40～50℃，10～40℃，15～40℃，20～40℃，25～40℃，30～40℃，10～35℃，15～35℃，20～35℃，25～35℃，10～30℃，15～30℃，20～30℃，25～30℃，10～25℃，15～25℃，或者20～25℃。

在本申请中，“指示剂”是指能与本发明所述还原剂反应并生成有色产物的物质。“有色产物”是指当溶于水溶液时使水溶液呈现一定颜色的物质。有色产物在水溶液中的颜色能够通过目视观察到，或通过适当的仪器，例如光度计、比色计或分光光度计能够检测。在某些实施方式中，有色产物的生成会使水性样品产生明显的颜色变化，例如，从无色变为黄色、从无色变为深红色、从无色变为桔红色，从无色变为蓝色等，或是从一种颜色变为另一种颜色(例如从黄色变为蓝色，从浅绿色变为桔红色，从浅绿色变为黄色等)。

在某些实施方式中，所述生成的有色产物在水性样品中是稳定的。稳定的有色产物是指有色产物在水溶液中生成后，其颜色的深度和/或种类能稳定维持一段时间，在此期间其颜色不会随时间延长而加深、变浅或变为其他颜色，或者这些改变几乎可以忽略。在某些实施方式中，生成的有色产物在室温下至少稳定0.5、1、2、3或4小时。

本领域技术人员可以根据所用的还原剂种类，选择任何适用的指示剂，以使得其生成的有色产物适用于本发明的用途。本领域公知多种能够与还原剂反应生成有色产物的指示剂，包括，但不限于，邻二氮菲类化合物(与亚铁盐还原剂反应)、磺胺酸和α-甲萘胺的混合物(与亚硝酸盐还原剂反应)、对氨基二甲基苯胺(与硫化物还原剂反应)、碘酸盐-淀粉混合物(与硫化物或碘化物还原剂反应)、碱性品红(与溴化物还原剂反应)和羟甲基戊二醛-盐酸副玫瑰苯胺混合物(与亚硫酸盐还原剂反应)，以及能够与同种还原剂反应的上述指示剂的类似物。在某些实施方式中，磺胺酸和α-甲萘胺的混合物为对-氨基苯磺酰胺和N-(1-萘基)-乙二胺盐酸盐的混合溶液。这些指示剂与对应的还原剂生成的有色产物如下表1所示。

表1

在某些实施方式中，所述指示剂是邻二氮菲，且所述还原剂是亚铁盐。

在某些实施方式中，所述指示剂的量可以过量于残余的还原剂，以确保残余的还原剂被完全反应。在某些实施方式中，所述指示剂不会显著干扰有色产物的颜色。

4、测定水性样品中可氧化污染物的量

本发明的方法进一步包括测定水性样品中可氧化污染物的量。所述测定可以包括，例如，测定有色产物的生成量、测定残余的还原剂的量、或测定指示剂的减少量等。

在某些实施方式中，所述测定水性样品中可氧化污染物的量包括测定所述有色产物的量。残余还原剂与指示剂的反应导致有色产物的生成，因此通过测定有色产物的量，可以计算出残余还原剂的量，进而推算出残余的高锰酸盐的量，然后推算出氧化反应消耗的高锰酸盐的量，最后得到水性样品中可氧化污染物的需氧量，即COD Mn指数。

“有色产物的量”可以是任何能够表征有色产物数量多少的指数，例如但不限于，有色产物的浓度、重量、吸光度等指数。有色产物的量可以通过任意适当的分析方法来测定。任何本领域公知的分析方法都可以使用，包括但不限于，比色法、色谱法、光谱法、质谱法等等。

在某些实施方式中，有色产物的量可以根据反应溶液中颜色的改变来测定。在某些实施方式中，有色产物在水溶液中的浓度与该水溶液的颜色深度在一定的浓度范围内呈函数相关(例如，线性相关)，因此，可以通过有色产物水溶液的颜色深浅来定量其中的有色产物的量和/或浓度。本领域公知多种这样的定量的方法。

在某些实施方式中，通过检测吸光度来测定有色产物的量。在某些实施方式中，有色产物的量通过分光光度法或比色法测定。分光光度法和比色法都是指基于被测物质的分子对光具有选择性吸收的特性而建立的分析方法。这两种方法都是以朗伯-比尔定律(Beer-Lambert law)为基础。其对有色产物的量进行测定的原理是，在一定波长范围内，有色产物的水溶液的吸光度与其浓度成正比，即浓度越高，颜色越深因此通过测定有色产物水溶液的吸光度，可以表征或计算出其中含有的有色产物的浓度和/或量。

比色法主要基于对颜色的比较，或者对某波长范围内的光的吸收度的比较。比色法包括目视比色法和光电比色法。目视比色法是通过眼睛观察、比较溶液颜色深度以确定物质含量的方法。光电比色法是用滤光片大致分光(如红色滤光片只让红色波长范围内的光通过)，用检流计检测光吸收程度，从而通过光吸收程度计算物质含量。

分光光度法主要是基于用分光光度计分出单一波长的光，并检测在该波长下的吸光度。分光光度计可以是棱镜或光栅。分光光度计可以将光源发出的复合光分解为按波长顺序排列的单色光，并能分离出某一波长的单色光。由于入射光是纯度较高的单色光，因此偏离朗伯-比尔定律的情况大为减少，这使得分析结果的灵敏度和准确度都更高，使用范围也更为广泛。分光光度法包括可见分光光度法、紫外分光光度法和红外分光光度法等。

利用比色法或分光光度法对具体的有色产物进行吸光度和/或含量测定的方法和操作是本领域普通技术人员所熟知的。

例如，可以通过目视比色的方法，测定有色产物的浓度。常用的目视比色法采用标准系列法，可以在一系列的比色管中加入不同浓度的有色产物标准溶液，使之成为颜色渐变的标准色阶。将待测的有色产物水溶液置于比色管中，与各标准溶液的比色管比较，找出颜色最接近的比色管，并根据该最接近的标准溶液的浓度确定待测的有色产物溶液的浓度。

或者，也可以通过光电比色法或分光光度法，用标准对照进行测定。具体而言，通过配制一个浓度与待测样品相近的标准溶液(浓度为C_标)，在相同条件下通过光电比色计或分光光度计分别测定吸光度A_标和A_测，然后根据A_标/A_测＝C_标/C_测计算待测样品的浓度C_测。

再或者，可以通过光电比色法或分光光度法，利用标准曲线进行测定。具体而言，可以配置一系列浓度梯度的该有色产物标准品的标准溶液，分别测定各标准溶液的吸光度，并将测定结果绘制成吸光度对浓度的工作曲线。对待测的有色产物溶液测定其吸光度，并通过工作曲线可以找到对应于该吸光度的浓度。如果有色产物没有标准品，也可以通过将已知的不同浓度的还原剂标准溶液与指示剂混合，得到具有已知浓度梯度的有色产物溶液。分别对这些有色产物溶液测定吸光度，并绘制吸光度对还原剂浓度的工作曲线，由此得到还原剂的浓度。

在某些实施方式中，所述测定水性样品中可氧化污染物的量包括测定所述有色产物的吸光度。例如，可以使用分光光度计或光度比色计等，在特定检测波长下检测有色产物水溶液的吸光度。本领域技术人员能够根据现有技术选择合适的检测波长，并进行常规的测量操作。

在某些实施方式中，可以根据有色产物水溶液的吸光度，直接得到水性样品中可氧化污染物的量(例如，COD Mn指数)。在某些实施方式中，有色产物水溶液的吸光度与水性样品的COD Mn指数呈线性相关。当知道两者之间的线性方程式或标准曲线后，可以直接根据有色产物水溶液的吸光度，得出对应水性样品的COD Mn指数。例如，可以将已知COD Mn指数值的水样配置成一系列已知的COD Mn浓度梯度的稀释水样，并经过本申请所述的检测方法，依次进行与高锰酸盐的氧化反应、与还原剂的反应、和与指示剂的反应，并分别生成有色产物的溶液。分别测定各有色产物溶液的吸光度值，并对其各自对应的水样的COD Mn指数作图。通过本领域已知的方法对其进行线性回归，可以得到标准曲线的方程式。由该标准曲线，可以直接通过有色产物溶液的吸光度，计算得到水性样品中的CODMn指数。

在某些实施方式中，本发明的方法还可以进一步包括，根据该有色产物的浓度和/或量，以及有色产物与还原剂在反应式中的比例关系，由有色产物的浓度和/或量推算出残余还原剂的量。进一步地，根据残余的还原剂的量确定所述水性样品中可氧化污染物的量。如上文所述，由残余的还原剂的量和还原剂的总量，可以得到与残余的高锰酸盐反应的还原剂的量，进而得到残余的高锰酸盐的量。由残余的高锰酸盐的量和高锰酸盐的总量，可以得到与水性样品中可氧化污染物反应的高锰酸盐的量，进而得到水性样品中可氧化污染物的量(例如，COD Mn指数)。

II.试剂盒

本发明的另一方面提供了用于检测水性样品中的可氧化污染物的试剂盒。所述试剂盒包括高锰酸盐、还原剂和能与还原剂反应生成有色产物的指示剂。所述试剂盒可用于实施上述的本发明的检测水性样品中可氧化的污染物的方法。

试剂盒所包括的高锰酸盐可以是本申请中提到的任何适用的高锰酸盐。在某些实施方式中，可用于本发明所述试剂盒的高锰酸盐为如高锰酸钠、高锰酸钾、高锰酸钙等。高锰酸盐可以以任何适当的形式提供，包括但不限于，固体形式(如具有一定纯度的高锰酸盐粉末)、和溶液形式(如具有一定浓度的高锰酸盐溶液)。高锰酸盐可以包装成一个整体单位，或者也可以分装成多个亚单位，供单次或多次检测使用。

试剂盒中包括能够还原高锰酸盐的还原剂。本申请中提到的任何适用的还原剂都可以使用，例如，但不限于，亚铁盐、亚硝酸盐、草酸盐(如草酸钠)、硫化物、碘化物、溴化物和亚硫酸盐等。同样地，还原剂也可以以任何适当的形式提供，例如固体形式或溶液形式。可以包装成一个整体单位，或者也可以分装成多个亚单位，供单次或多次使用。试剂盒中可以提供一种或多种还原剂。

试剂盒中所包括的指示剂能够与其中的还原剂反应生成有色产物。指示剂的种类取决于试剂盒中所提供的还原剂种类。对于亚铁盐类的还原剂，指示剂可以是，例如，邻二氮菲类化合物；对于亚硝酸盐类的还原剂，指示剂可以是，例如，磺胺酸和α-甲萘胺的混合物；对于硫化物类的还原剂，指示剂可以是，例如，对氨基二甲基苯胺；对于硫化物或碘化物类的还原剂，指示剂可以是，例如，碘酸盐-淀粉混合物；对于溴化物类的还原剂，指示剂可以是，例如，碱性品红；对于亚硫酸盐类的还原剂，指示剂可以是，例如，羟甲基戊二醛-盐酸副玫瑰苯胺混合物。同样地，指示剂也可以以任何适当的形式提供，例如固体形式或溶液形式。可以包装成一个整体单位，或者也可以分装成多个亚单位，供单次或多次使用。试剂盒中可以提供一种或多种指示剂。

在某些实施方式中，试剂盒可进一步包括说明书，用于说明样品中污染物的量的测定方法。说明书可以写明各种试剂(例如高锰酸盐、还原剂、指示剂等)的浓度和/或重量、储存条件、使用方法和步骤等信息。

III.测定水性样品中高锰酸盐的量的方法

在另一方面，本发明还提供了一种测定含高锰酸盐的水性样品中高锰酸盐的量的方法，所述方法包括：将样品中的高锰酸盐与定量的过量还原剂反应，将残余的还原剂在室温条件下与指示剂反应，以及测定所述样品中高锰酸盐的量。

如本申请所述，高锰酸盐是强氧化剂，能够被还原剂还原。通过使用过量的还原剂，以确保含高锰酸盐的水性样品中的高锰酸盐被完全反应。将残余的还原剂与指示剂在室温条件下反应，例如，通过检测还原剂与指示剂的反应产物的生成，或者检测反应物(如指示剂)的减少，可以确定残余的还原剂的量。根据还原剂的总量和残余的还原剂的量，可以推知含高锰酸盐的水性样品中，高锰酸盐的量。以简单的公式表示为：

还原剂总量＝被高锰酸盐氧化的还原剂的量+残余的还原剂的量

被高锰酸盐氧化的还原剂的量→样品中高锰酸盐的量

如本申请所述，高锰酸盐可以和还原剂在适当的温度下反应适当的时间，以确保高锰酸盐反应完全。在某些实施方式中，在与定量的过量还原剂反应后，高锰酸盐的颜色消失。

还原剂可以是任何能够将高锰酸盐的七价锰还原成二价锰的物质。本申请提及的任何适当的还原剂都能使用，包括但不限于，亚铁盐、亚硝酸盐、硫化物、碘化物、溴化物和亚硫酸盐。在某些实施方式中，还原剂是亚铁盐。

残余的还原剂可以进一步与指示剂反应。在某些实施方式中，所述指示剂能够与所述还原剂反应生成有色产物。在某些实施方式中，所述生成的有色产物在水性样品的反应体系中是稳定的，例如，可以在室温下稳定至少0.5、1、2、3或4小时。

本申请提及的任何适当的指示剂都能使用，包括但不限于，邻二氮菲类化合物(与亚铁盐还原剂反应)、磺胺酸和α-甲萘胺的混合物(与亚硝酸盐还原剂反应)、对氨基二甲基苯胺(与硫化物还原剂反应)、碘酸盐-淀粉混合物(与硫化物或碘化物还原剂反应)、碱性品红(与溴化物还原剂反应)和羟甲基戊二醛-盐酸副玫瑰苯胺混合物(与亚硫酸盐还原剂反应)，以及能够与同种还原剂反应的上述指示剂的类似物。在某些实施方式中，所述指示剂是邻二氮菲，且所述还原剂是亚铁盐。

在某些实施方式中，所述测定所述样品中高锰酸盐的量包括测定所述有色产物的量。有色产物的量可以是有色产物溶液的吸光度、浓度等任何能够表征有色产物多少的指数。在某些实施方式中，有色产物的量通过吸光光度法测定。例如，可以通过测定有色产物水溶液的吸光度，根据朗伯-比尔定律可以计算出其中含有的有色产物的浓度。在某些实施方式中，有色产物的量通过颜色改变来测定。在某些实施方式中，所述测定所述样品中高锰酸盐的量包括测定所述有色产物的吸光度。

在某些实施方式中，有色产物的吸光度与所述样品中的高锰酸盐的量呈线性相关。同样地，在这样的实施方式中，可以制作吸光度与高锰酸盐浓度的标准曲线，从而基于有色产物的吸光度可以直接得到样品中高锰酸盐的浓度。

IV.测定高锰酸盐量的试剂盒

在另一方面，本发明进一步提供了用于检测含有高锰酸盐的水性样品中高锰酸盐量的试剂盒。所述试剂盒包括能够还原高锰酸盐的还原剂，以及能与还原剂反应生成有色产物的指示剂。

示例性的还原剂包括亚铁盐、亚硝酸盐、硫化物、碘化物、溴化物和亚硫酸盐等。示例性的指示剂包括邻二氮菲类化合物(与亚铁盐还原剂反应)、磺胺酸和α-甲萘胺的混合物(与亚硝酸盐还原剂反应)、对氨基二甲基苯胺(与硫化物还原剂反应)、碘酸盐-淀粉混合物(与硫化物或碘化物还原剂反应)、碱性品红(与溴化物还原剂反应)和羟甲基戊二醛-盐酸副玫瑰苯胺混合物(与亚硫酸盐还原剂反应)等，以及能够与同种还原剂反应的上述指示剂的类似物。

在某些实施方式中，所述试剂盒可进一步包括高锰酸盐。在某些实施方式中，所述试剂盒可进一步包括说明书，用于说明样品中高锰酸盐的量的测定方法。

实施例

本发明通过举例说明展示了可以实施本发明的特定实施方式。对这些实施方式进行详细描述以使得本领域技术人员能够实现本发明。可以理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以利用其它实施方式进行改变和修饰。本说明书中对示例性实施方式的描述并不是为了限制，本发明的保护范围由本发明的权利要求确定。

实施例1：基于亚铁的低量程的高锰酸钾指数的测定

试剂：1∶3硫酸，将1份96％-98％的硫酸缓慢添加到3份的水里，冷却后待用；2mmol/L高锰酸钾溶液；10mmol/L硫酸亚铁氨溶液；指示剂是1.222g/L邻二氮菲溶液。

COD标样：将从国家标物中心采购到的208ppm的COD标样(GBW(E)080274)梯度稀释到5.0ppm，4.0ppm，3.0ppm，2.0ppm，0.5ppm备用。COD标样含有葡萄糖作为可氧化物。检测步骤：

1.将5mL COD标样加入到已经预装了0.25mL 1∶3硫酸的16毫米直径的玻璃消解管中；

2.加入0.5mL 2mmol/L的高锰酸钾溶液，盖上盖子，混合均匀；

3.置于预热好的100度的消解器DRB200中消解半小时；

4.消解后立即取出管子置于冷水浴中快速冷至室温；

5.打开管子加入0.5ml 10mmol/L的硫酸亚铁氨溶液，盖上盖子混合均匀，可看到高锰酸钾的紫红色可完全褪至无色；

6.从(5)的管子中取出1.0ml溶液，加入到另一根预装了3.0ml的指示剂的16毫米直径的玻璃比色管中，混匀后反应3分钟；

7.将比色管置于哈希分光光度计DR2800中，读取510nm处的吸光度Abs；

8.建立吸光度和COD浓度之间的线性曲线。

参考图1，高锰酸钾指数CODMn与亚铁离子的显色反应后的吸光度呈比较好的线性关系，回归方程为CODMn(ppm)＝3.046*Abs；回归系数为0.996。回归系数反映出标准曲线方程中两个变量之间的相关性的强度，回归系数的绝对值越接近1，则代表标准曲线中变量间的相关性越高，线性拟合程度越好，因此当用这样的标准曲线推算测定的样品吸光度所对应的COD Mn时，其推算结果更准确。结果表明，该方法能够准确测定高锰酸钾指数。测量范围为0-5ppm，完全能满足自来水和饮用水的检测需求，高浓度的COD可以通过改变(例如减少)加样量和改变与指示剂反应的溶液的比例来实现。

实施例2：本发明的测定高锰酸钾指数的方法与其他两种吸光度检测法的比较

本实施例比较了本发明的基于还原剂的吸光度检测法和其他两种基于高锰酸钾的吸光度检测法，即日本Central Kagaku公司(CKC)的方法和德国兰格(Lange)的LCK 394TNT plus vial的方法。日本CKC公司的方法是将水样与定量的高锰酸盐反应完全，再直接测定残余的高锰酸盐的吸光度，而德国兰格(Lange)的方法是将水样先用高锰酸盐氧化，残余高锰酸盐用草酸钠还原，再用定量的高锰酸盐标准溶液氧化残余的草酸钠，最后测定与草酸钠还原剂反应后残余的高锰酸盐的吸光度。本发明的方法，如实施例1所示，是将水样先用高锰酸盐氧化，残余高锰酸盐用亚铁还原剂还原，再用指示剂与残余的还原剂反应生成有色产物，最后测定该有色产物的吸光度。

在本实施例中，分别使用上述三种方法，对同样的梯度稀释的COD标样进行吸光度检测，并制作吸光度对高锰酸钾指数的标准曲线。

COD标样：将从国家标物中心采购到的208ppm的COD标样(GBW(E)080274)梯度稀释到5.0ppm，4.0ppm，3.0ppm，2.0ppm，0.5ppm备用。COD标样含有葡萄糖。

本发明的方法使用亚铁作为还原剂，邻二氮菲作为指示剂，具体试剂和操作步骤同实施例1。

日本CentralKagaku公司(CKC)的检测试剂主要包括1∶2硫酸，20g/L的硝酸银和5.0mmol/L高锰酸钾溶液。按照以下所述的检测步骤进行日本CKC公司的吸光度检测法：

1.将5mL COD标样加入到已经预装了0.5mL 1∶2硫酸以及0.25ml硝酸银的16毫米直径的玻璃消解管中；

2.加入0.5mL 5mmol/L的高锰酸钾溶液，盖上盖子，混合均匀；

3.置于预热好的100度的消解器DRB200中消解半小时；

4.消解后立即取出管子置于冷水浴中快速冷至室温；

5.用0.45微米的过滤器过滤消解液；

6.将比色管置于哈希分光光度计DR2800中，读取525nm处的吸光度Abs；

7.建立吸光度和COD浓度之间的线性曲线。

德国兰格(Lange)的方法的检测试剂主要包括1∶3硫酸，2.0mmol/L高锰酸钾溶液和5.0mmol/L草酸钠溶液。按照以下所述的检测步骤进行德国兰格公司的吸光度检测法：

1.将5mL COD标样加入到已经预装了0.25mL 1∶3硫酸的16毫米直径的玻璃消解管中；

2.加入0.5mL 2mmol/L的高锰酸钾溶液，盖上盖子，混合均匀；

3.置于预热好的100度的消解器DRB200中消解半小时；

4.取出消解管趁热加入0.5mL5.0mmol/L草酸钠，观察到粉红色完全褪去，然后加入0.5mL 2mmol/L高锰酸钾；

5.迅速用水冷至室温；

6.用0.45微米的过滤器过滤上述溶液；

7.将比色管置于哈希分光光度计DR2800中，读取525nm处的吸光度Abs；

8.建立吸光度和COD浓度之间的线性曲线。

本发明的基于亚铁的吸光度检测方法的结果如图1所示，回归方程为CODMn(ppm)＝3.046*Abs；回归系数为0.996。

日本CKC的吸光度检测方法的结果如图2所示，回归方程为CODMn(ppm)＝-9.816*Abs+12.05；回归系数为0.994。

德国兰格的吸光度检测方法的结果如图3所示，回归方程为CODMn(ppm)＝-12.65*Abs+6.370；回归系数为0.971。

由回归曲线可以看出，本发明的方法在测量分辨率和准确度上都远远优于日本CKC的方法和德国兰格的方法。本发明方法的变量系数为3.046，表明样品中每1ppm高锰酸钾浓度的变化能够引起1/3.046倍的吸光度的变化。相比而言，日本CKC的方法的变量系数为-9.816，表明样品中每1ppm高锰酸钾浓度的变化仅能够引起-1/9.816倍的吸光度的变化，比本发明的方法小至少3倍。德国兰格的方法的变量系数为-12.65，表明样品中每1ppm高锰酸钾浓度的变化仅能够引起-1/12.65倍的吸光度的变化，比本发明的方法小至少4倍。对于同样的浓度变化，吸光度变化越小则越难准确测量，同时对仪器的要求也更高。

与本发明的方法相比，日本CKC的方法和德国兰格的方法都必须用过滤器进行过滤，用以去除高锰酸钾自催化生成二氧化锰小颗粒，这干扰了吸光度的检测，增加了操作的复杂性和检测成本。此外，这两种方法都是随着被测COD浓度的增大，检测到高锰酸钾的吸光度逐渐减小，这使得在测低浓度样品时的分辨率比较差，对检测器的要求更高。而本发明的方法无需过滤，并且高锰酸钾的吸光度随被测COD浓度的增大而增大，因此具有更好的分辨率。

此外，德国兰格的方法中涉及草酸钠和高锰酸钾的反应，而该反应需在60摄氏度以上进行，草酸钠使高锰酸钾褪色较慢。而在进行最后吸光度检测时两者反应并未完全结束，对最终的信号的稳定性有很大影响。从线性曲线也可以看出，此方法重复性比较差，线性回归系数仅为0.97。而本发明的线性回归系数达到0.996，具有更好的重复性。

实施例3：基于亚铁的高量程高锰酸钾指数的测定

本发明的方法同样适用于高量程的高锰酸钾指数的测定。

试剂：1∶3硫酸，将1份的96-98％的浓硫酸缓慢添加到3份的水里，冷却后待用；6mmol/L高锰酸钾溶液；12mmol/L硫酸亚铁氨溶液；指示剂是1.222g/L邻二氮菲溶液。

COD标样：将从国家标物中心采购到的208ppm的COD标样(GBW(E)080274)梯度稀释到15.0ppm，14.0ppm，13.0ppm，12.0ppm，10ppm，9.0ppm，8.0ppm，7.0ppm，6.0ppm，5.0ppm，4.0ppm，3.0ppm备用。COD标样含有葡萄糖作为可氧化物。

检测步骤：

1.将5mL COD标样加入到已经预装了0.75mL 1∶3硫酸的16毫米直径的玻璃消解管中；

2.加入0.5mL 6mmol/L的高锰酸钾溶液，盖上盖子，混合均匀；

3.置于预热好的100度的消解器DRB200中消解半小时；

4.消解后立即取出管子置于冷水浴中快速冷至室温；

5.打开管子加入1.0ml 12mmol/L的硫酸亚铁氨溶液，盖上盖子混合均匀，可看到高锰酸钾的紫红色可完全褪至无色；

6.从(5)的管子中取出0.5ml溶液，加入到另一根预装了3.0ml的指示剂的16毫米直径的玻璃比色管中，混匀后反应3分钟；

7.将比色管置于哈希分光光度计DR2800中，读取510nm处的吸光度Abs；

8.建立吸光度和COD浓度之间的线性曲线。

参考图4，高量程高锰酸钾指数CODMn与亚铁离子的显色反应后的吸光度呈比较好的线性关系，回归方程为CODMn(ppm)＝0.553*(Abs)²+5.202*(Abs)+2.716；回归系数为0.999。该方法能够准确测定高锰酸钾指数。测量范围为3-15ppm，完全能满足地表水和高量程高锰酸钾指数的检测需求。

实施例4：基于亚硝酸根的高锰酸钾指数的测定

试剂：1∶3硫酸，将1份96％-98％的硫酸缓慢添加到3份的水里，冷却后待用；2mmol/L高锰酸钾溶液；5mmol/L亚硝酸钠溶液；指示剂，5g/L对-氨基苯磺酰胺和100mg/LN-(1-萘基)-乙二胺盐酸盐混合溶液。

COD标样：将从国家标物中心采购到的208ppm的COD标样(GBW(E)080274)梯度稀释到5.0ppm，4.0ppm，3.0ppm，2.0ppm，0.5ppm备用。COD标样含有葡萄糖。

检测步骤：

1.将5mL COD标样加入到已经预装了0.25mL 1∶3硫酸的16毫米直径的玻璃消解管中；

2.加入0.5mL 2mmol/L的高锰酸钾溶液，盖上盖子，混合均匀；

3.置于预热好的100度的哈希消解器DRB200中消解半小时；

4.消解后立即取出管子置于冷水浴中快速冷至室温；

5.打开管子加入0.5ml 5mmol/L的亚硝酸钠溶液，盖上盖子混合均匀，一分钟后可看到高锰酸钾的紫红色可完全褪至无色；

6.从(5)的管子中取出0.5ml溶液，加入到另一根预装了3.5ml的指示剂的16毫米直径的玻璃比色管中，混匀后反应3分钟；

7.将比色管置于哈希分光光度计DR2800中，读取540nm处的吸光度Abs；

8.建立吸光度和COD浓度之间的线性曲线。

参考图5，高锰酸钾指数CODMn与亚硝酸根离子的显色反应后的吸光度呈比较好的线性关系，回归方程为CODMn(ppm)＝2.854*Abs+0.483，方程的回归系数为0.996。该方法能够准确测定高锰酸钾指数。测量范围为0-5ppm，完全能满足自来水和饮用水的检测需求，高浓度的COD可以通过改变(例如减少)加样量来实现。

实施例5：基于亚硝酸根的高锰酸钾定量的测定

试剂：1∶3硫酸，将1份96％-98％的硫酸缓慢添加到3份的水里，冷却后待用；5mmol/L亚硝酸钠溶液；指示剂，5g/L对-氨基苯磺酰胺和100mg/LN-(1-萘基)-乙二胺盐酸盐混合溶液。

标样：一系列浓度的高锰酸钾溶液包括25ppm，15ppm，10ppm，5ppm，1ppm。

检测步骤：

1.将5mL高锰酸钾溶液加入到已经预装了0.25mL 1∶3硫酸的16毫米直径的玻璃比色管中；

2.加入0.5ml 5mmol/L的亚硝酸钠溶液，盖上盖子混合均匀，1分钟后可看到高锰酸钾的紫红色可完全褪至无色；

3.从(2)的管子中取出0.5ml溶液，加入到另一根预装了5ml的指示剂的16毫米直径的玻璃比色管中，混匀后反应3分钟；

4.将比色管置于哈希分光光度计DR2800中，读取540nm处的吸光度Abs；

5.建立吸光度和高锰酸钾浓度之间的线性曲线。

参考图6，高锰酸钾的浓度与亚硝酸根离子的显色反应后的吸光度呈比较好的线性关系，回归方程为CKMnO4(ppm)＝-14.13*Abs+32.26；回归系数为0.999。该方法能够准确测定高锰酸钾浓度，测量范围为1-25ppm。

作为比较实验，本实施例对同样的高锰酸钾溶液在525nm处直接测定了其吸光度，并制作了吸光度对高锰酸钾浓度的标准曲线。其线性回归方程为CKMnO4(ppm)＝62.19*Abs，回归系数为0.97。

由回归曲线可以看出，本发明的方法在测量分辨率和准确度上都远远优于直接测量高锰酸钾的吸光度的方法。本发明方法的变量系数为-14.13，表明样品中每1ppm高锰酸钾浓度的变化能够引起1/14倍的吸光度的变化。相比而言，直接测量高锰酸钾的方法的变量系数为62.19，表明样品中每1ppm高锰酸钾浓度的变化仅能够引起1/62.19倍的吸光度的变化，比本发明的方法小至少4倍。对于同样的浓度变化，吸光度变化越小则越难准确测量，同时对仪器的要求也更高。此外，本发明的方法的回归系数为0.999，接近1，表明线性拟合度高，通过吸光度推算高锰酸钾的浓度更准确，而直接测量高锰酸钾的方法的回归系数仅为0.97，表明其准确性和重复性较差。因此，与直接检测高锰酸钾相比，用亚硝酸根离子的显色反应检测高锰酸钾的准确性和分辨率都有显著提高。

实施例6：基于亚铁的高锰酸钾定量的测定

试剂：1∶3硫酸，将1份96％-98％的硫酸缓慢添加到3份的水里，冷却后待用；10mmol/L硫酸亚铁氨溶液；指示剂，1.222g/L邻二氮菲溶液。

标样：一系列浓度的高锰酸钾溶液包括25ppm，15ppm，10ppm，5ppm，1ppm。

检测步骤：

1.将5mL高锰酸钾溶液加入到已经预装了0.25mL 1∶3硫酸的16毫米直径的玻璃比色管中；

2.加入0.5ml 10mmol/L的硫酸亚铁氨溶液，盖上盖子混合均匀，可看到高锰酸钾的紫红色可完全褪至无色；

3.从(2)的管子中取出0.5ml溶液，加入到另一根预装了3.5ml的指示剂的16毫米直径的玻璃比色管中，混匀后反应3分钟；

4.将比色管置于哈希分光光度计DR2800中，读取510nm处的吸光度Abs；

5.建立吸光度和高锰酸钾浓度之间的线性曲线。

参考图7，高锰酸钾的浓度与亚铁离子的显色反应后的吸光度呈比较好的线性关系，回归方程为CKMnO4(ppm)＝-17.55*Abs+32.5；回归系数为0.999。该方法能够准确、灵敏地测定高锰酸钾浓度，测量范围为1-25ppm。

作为比较实验，本实施例对同样的高锰酸钾溶液在525nm处直接测定了其吸光度，并制作了吸光度对高锰酸钾浓度的标准曲线。其线性回归方程为CKMnO4(ppm)＝62.19*Abs，回归系数为0.97。

同实施例5中所述，由回归曲线可以看出，本发明的方法具有更高的分辨率(即，每1ppm的浓度变化对应于1/17倍左右的吸收度变化)，和更高的准确度(即，线性拟合度接近于1)。因此与直接检测高锰酸钾相比，用亚铁离子的显色反应检测高锰酸钾的准确性和分辨率都有显著提高。

Claims (38)

1.一种检测水性样品中可氧化污染物的方法，所述方法包括：

将所述样品与定量的过量高锰酸盐反应，

将残余的高锰酸盐与定量的过量还原剂反应，

将残余的还原剂在室温条件下与指示剂反应，以及

测定所述水性样品中可氧化污染物的量，

其中所述指示剂能够与所述还原剂反应生成有色产物。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述测定所述水性样品中可氧化污染物的量包括测定所述有色产物的量。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述有色产物的量通过检测吸光度来测定。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述有色产物的量通过分光光度法或者比色法测定。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述有色产物的量通过颜色改变来测定。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的方法，其中所述方法进一步包括根据所述有色产物的量，确定所述样品中可氧化污染物的量。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述还原剂将所述高锰酸盐中的锰(VII)还原为锰(II)。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述还原剂选自亚铁盐、亚硝酸盐、草酸盐、硫化物、碘化物、溴化物和亚硫酸盐。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述指示剂选自邻二氮菲、磺胺酸和α-甲萘胺混合物、对氨基二甲基苯胺、碘酸盐-淀粉混合物、碱性品红、和羟甲基戊二醛-盐酸副玫瑰苯胺混合物。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述还原剂是亚铁盐，并且所述指示剂是邻二氮菲。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述样品是水样。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述样品来自自来水。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述样品是饮用水、地表水、地下水、饮料水或近海水。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述地表水为河水或湖水。

15.根据权利要求13所述的方法，其中所述地下水为井水或泉水。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述样品在不低于70摄氏度的条件下与所述高锰酸盐反应。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述样品在约100摄氏度的条件下与所述高锰酸盐反应。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述样品与所述高锰酸盐至少反应20至30分钟。

19.根据权利要求1所述的方法，其中在与所述还原剂反应后，所述高锰酸盐的颜色消失。

20.根据权利要求1所述的方法，其中水性样品中可氧化污染物的量为COD Mn 0-20ppm。

21.根据权利要求20所述的方法，其中水性样品中可氧化污染物的量为COD Mn 0-5ppm，或COD Mn 3-15ppm。

22.用于检测水性样品中的可氧化污染物的试剂盒，所述试剂盒包括高锰酸盐、能够还原所述高锰酸盐的还原剂，以及能与所述还原剂反应生成有色产物的指示剂，其中所述指示剂选自磺胺酸和α-甲萘胺混合物、对氨基二甲基苯胺、碘酸盐-淀粉混合物、碱性品红、和羟甲基戊二醛-盐酸副玫瑰苯胺混合物。

23.根据权利要求22所述的试剂盒，其中所述还原剂选自亚铁盐、亚硝酸盐、草酸盐、硫化物、碘化物、溴化物和亚硫酸盐。

24.根据权利要求22-23任意一项所述的试剂盒，其进一步包括说明书，用于说明样品中污染物的量的测定方法。

25.一种测定含高锰酸盐的水性样品中高锰酸盐的量的方法，所述方法包括：

将所述样品中的高锰酸盐与定量的过量还原剂反应，

将残余的还原剂在室温条件下与指示剂反应，以及

测定所述样品中高锰酸盐的量，

其中所述指示剂能够与所述还原剂反应生成有色产物。

26.根据权利要求25所述的方法，其中所述测定所述样品中高锰酸盐的量包括测定所述有色产物的量。

27.根据权利要求25所述的方法，其中所述有色产物的量通过检测吸光度来测定。

28.根据权利要求27所述的方法，其中所述有色产物的量通过分光光度法或者比色法测定。

29.根据权利要求26所述的方法，其中所述有色产物的量通过颜色改变来测定。

30.根据权利要求25-29任意一项所述的方法，其中所述方法进一步包括根据所述有色产物的量，确定所述含高锰酸盐的水性样品中高锰酸盐的量。

31.根据权利要求25所述的方法，其中所述还原剂将所述高锰酸盐中的锰(VII)还原为锰(II)。

32.根据权利要求31所述的方法，其中所述还原剂选自亚铁盐、亚硝酸盐、硫化物、碘化物、溴化物和亚硫酸盐。

33.根据权利要求25所述的方法，其中所述指示剂选自邻二氮菲、磺胺酸和α-甲萘胺混合物、对氨基二甲基苯胺、碘酸盐-淀粉混合物、碱性品红、和羟甲基戊二醛-盐酸副玫瑰苯胺混合物。

34.根据权利要求32所述的方法，其中所述还原剂是亚铁盐，并且所述指示剂是邻二氮菲。

35.根据权利要求25所述的方法，其中在与所述还原剂反应后，所述高锰酸盐的颜色消失。

36.用于检测含高锰酸盐的水性样品中高锰酸盐量的试剂盒，所述试剂盒包括能够还原所述高锰酸盐的还原剂，以及能与所述还原剂反应生成有色产物的指示剂，其中所述指示剂选自磺胺酸和α-甲萘胺混合物、对氨基二甲基苯胺、碘酸盐-淀粉混合物、碱性品红、和羟甲基戊二醛-盐酸副玫瑰苯胺混合物。

37.根据权利要求36所述的试剂盒，其中所述还原剂选自亚铁盐、亚硝酸盐、硫化物、碘化物、溴化物和亚硫酸盐。

38.根据权利要求36-37任意一项所述的试剂盒，其进一步包括说明书，用于说明样品中高锰酸盐的量的测定方法。