CN104792774A - 一种测定水体中铜离子浓度的试剂盒及方法 - Google Patents

Abstract

一种测定水体中铜离子浓度的试剂盒及方法，该试剂盒内包含有试剂包、标准比色卡、比色瓶和PH试纸，该方法提供了采用这种试剂包对水中的铜离子进行测定的方法，是一种极其便捷的测试方法，主要步骤包括通过前处理调节样品pH、显色反应及与预制标准比色卡比对简单的三步便可实现样品的检测，检测范围在0~5mg/L。本发明整个程序只添加一次试剂，操作极其简单、试剂普通易得，能快速获得检测结果，无需使用任何测量仪器，检测成本低廉，为水质铜的检测提供了一种新方式，开发成产品能广泛应用于社会，可进一步提升饮用水和水环境安全保障水平。

Description

一种测定水体中铜离子浓度的试剂盒及方法

技术领域

本发明涉及水质检测领域，特别涉及一种经济快捷比色测定水体中铜离子的试剂盒和利用该试剂盒对水体中铜离子的浓度进行测定的方法，是一种便携型的检测方法。

背景技术

铜作为水质污染重要指标之一，《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)、《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)及《地下水质量标准》(GB/T14848-93)等国家标准对其存在浓度均有限制，长期饮用或接触受铜污染的水体，会引起肝硬化、腹泻、呕吐、运动障碍和知觉神经障碍等，同时对水生态构造成严重的破坏。然而，目前对于水体中铜离子的检测基本上都采用国家/行业标准分析方法(如AAS、ICP、分光光度法等)，检测结果准确度高，但不具备经济、快捷和现场测试的特点且专业水平要求高，已有国外厂家推出了技术水平要求相对较低的便携式分光光度计(或比色计)检测水体铜离子的技术，虽解决了现场测试的需求，但同样也面临价格高昂和操作繁琐的问题，均不能普及于社会广大民众。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种经济快捷型比色测试水体中铜离子含量的方法，该方法涉及一套水体铜离子测试产品开发的试剂盒，利用该试剂盒普通消费者都能够快捷地完成水体的铜离子浓度检测。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种测定水体中铜离子浓度的试剂盒，包括有试剂包、标准比色卡、比色瓶和PH试纸；

所述的试剂包内为美国哈希公司生产的商品化的货号为2105869的Cu Ver1铜粉末试剂或按照如下配方和规格制备自制试剂：

抗坏血酸 2.5～3.0％；

二喹啉甲酸钠 0.57～0.65％；

其余为缓冲剂，这里缓冲剂包括35％～50％的磷酸氢二钠和50％～65％的磷酸二氢钾；

上面百分比为质量百分比；

上述的二喹啉甲酸钠的化学名称是2,2’-联喹啉-4,4’-二甲酸二钠盐。

所述的标准比色卡中铜浓度与美国PANTONE国际标准色卡颜色色号对应关系如下：

本发明同时还提供一种测定水体中铜离子浓度方法，该方法采用上述的试剂盒，包括以下步骤：

①、样品前处理：收集水样并以酸或碱调节使水样的pH值为4-6；

②、显色反应：取比色瓶加样水至10ml刻度处，加入0.1055-0.1065克试剂，充分溶解；

③、比色测定：在5～25min内将待测样品的颜色与标准比色卡比对，标准比色卡上与待测样品的颜色对应的浓度就是待测样品的铜离子浓度。

通过上面的方法利用上面的试剂盒，普通消费者都可以完成水体的铜离子浓度检测。

上面的主题叫试剂盒，是根据习惯的叫法，有时实验室内也称为试验包，检测包等，总之只是一种将一种或者几种检测水体中铜离子浓度的药剂和检测用的工具组合到一起，也就是在一起。

本发明检测步骤简单、快速、便携，采用集成化的试剂包大大提升了检测效率和稳定性；原理基于传统的2,2’-联喹啉-4,4’-二甲酸显色法，灵敏度、准确度较高，抗干扰能力强；检测浓度范围宽，涵盖了地表水、地下水、自来水等水质国家标准限值，尤其是对地表水中2～5类水是否合格的判定极为优越，且在该浓度段色卡浓度分布较为精密，也可给出一个较准确的浓度值；另外，该发明试剂经济易得，可与色卡组合开发成产品，一次测定的费用只需5～10元远低于实验室常规测定的费用，可以广泛应用于社会。

本发明的优选方法中：比色瓶为25ml的比色瓶，是玻璃材质的圆柱形状瓶，具有螺旋口、pp材质的螺旋盖以及10、20、25mL的刻度线，内径和外径为分别为239.2～239.5mm、240.0mm，瓶口距离瓶底的高度为950mm；所述的试剂包内的试剂质量为0.1055-0.1056克。标准比色卡是采用光面铜版纸印刷，其颜色采用美国PANTONE国际标准色卡油墨配方指南所用名称形式进行配方命名。pH试纸为精密pH试纸。

另外，还在试剂盒中加入1mL pp材质滴管和盛有酸和碱溶液的试剂瓶，酸和碱溶液为优级纯硝酸和氢氧化钾配配制的8mol/L硝酸或8mol/L氢氧化钾。

附图说明

图1为本发明测定水体铜离子浓度的流程图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

(1)试剂盒的制备

试剂盒的实施例一

本实施例是一种对水体进行铜离子浓度检测的试剂盒，该试剂盒包括有试剂包、标准比色卡、比色瓶和PH试纸；pH试纸为精密pH试纸。还在试剂盒中加入1mL pp材质滴管和盛有酸和碱溶液的试剂瓶，酸和碱溶液为优级纯硝酸和氢氧化钾配配制的8mol/L硝酸或8mol/L氢氧化钾。

所述的试剂包内包装0.1055克的按照如下配方和规格制备自制试剂：

抗坏血酸 2.6％；

二喹啉甲酸钠(2,2’-联喹啉-4,4’-二甲酸二钠盐) 0.58％；

其余均为磷酸氢二钠(40％)和磷酸二氢钾(60％)缓冲试剂；

上面百分比为质量百分比。

本实施例中标准比色卡的制备采用光面铜版纸印制标准比色卡，浓度—色号—颜色配方如下：0mg/L～0.08mg/L—无色透明，0.1mg/L～0.2mg/L—微弱的淡紫色，0.6mg/L—＜PANTONE2635C—PANTONE Violet6.20和PANTONE Trans.Wt.93.80，0.9mg/L—PANTONE2567C—PANTONE Violet8.60、PANTONE Rub.Red3.90和PANTONE Trans.Wt.87.50，1.0mg/L—PANTONE264C—PANTONEPurple9.40、PANTONE Ref.Blue3.10和PANTONE Trans.Wt.87.50，1.5～2.0mg/L—PANTONE2577C—PANTONE Violet17.20、PANTONE Rub.Red7.80和PANTONE Trans.Wt.75.00，4.0～5.0mg/L—PANTONE527C—PANTONE Purple78.10和PANTONE Green21.90。

此时，标准比色卡各浓度点的颜色参数需通过美国PANTONE国际标准色卡(型号：GP1401)油墨配方指南进行校准，以避免试剂的纯度、称量偏差及特殊干扰物存在等引起的色差，后续标准检测程序也应使用该自制试剂包。

其中色号和颜色配方均采用美国PANTONE(潘通)国际标准色卡(型号：GP1401)油墨配方指南所用名称形式进行色号和配方命名：

如1.0mg/L—PANTONE264C—PANTONE Purple9.40、PANTONE Ref.Blue3.10和PANTONE Trans.Wt.87.50，表示铜离子浓度是1.0mg/L时，液体显示的颜色对应的PANTONE(潘通)国际标准色的编号为PANTONE264C，PANTONE264C这个颜色是指由9.4％的PANTONE Purple、3.1％的PANTONE Ref.Blue和87.5％的PANTONE Trans.Wt.油墨混合调制成的颜色。

其它的同样表示，因为PANTONE色彩标准是国际通用的，还没有对应的中文表述方式，因此，采用国际通用的表述方式。

0.1mg/L～0.2mg/L浓度范围的颜色“微弱的淡紫色”是指出现与无色透明略有区别的颜色状态。

0.6mg/L浓度点的色号“＜PANTONE2635C”是指该浓度点的颜色响应介于“微弱的淡紫色”和PANTONE2635C之间且靠近PANTONE2635C。

由于盒内包含有液体试剂和用来盛液体试剂的玻璃瓶，因此，试剂盒还具有防震装置。

试剂盒的实施例2：

本实施例与实施例1的试剂包的主要区别是，试剂包不同，本实施例中不进行自制试剂包，采用的是市购试剂，试剂包内为0.1055克美国哈希公司生产的商品化的货号为2105869的Cu Ver1铜粉末试剂，其余与实施例一相同。

(2)标准检测程序：

①样品前处理：采用酸洗的样品瓶收集一定体积的新鲜水样，以酸或碱调节溶液pH4-6；

②显色反应：取一支25ml比色瓶加水样至10mL刻度处，加入一包Cu Ver1铜粉末试剂，盖好瓶盖，摇动数次使其充分溶解，静置反应2.5～5.0min；

③比色测定：在5～25min内将待测样品的颜色与标准比色卡比对；

样品瓶采用8mol/L硝酸溶液清洗干净的100mL玻璃瓶或pp材质的塑料瓶。

酸或碱是以优级纯硝酸和氢氧化钾配配制的8mol/L硝酸或8mol/L氢氧化钾。

pH的测定使用精密pH试纸。

25mL比色瓶为玻璃材质，具有螺旋口、pp材质的螺旋盖以及10、20、25mL的刻度线，内径和外径为分别为239.2～239.5mm、240.0mm，瓶口距离瓶底的高度为950mm。

加入试剂充分溶解后，若瓶底仍有试剂残留，并不会影响测试结果。

所述样品与标准比色卡比对时，应在自然光下且以白色为背景，将比色瓶悬空垂直，从瓶口垂直观察溶液的颜色。

下面公开几种使用本试剂盒对水体中的铜离子进行浓度测定的具体试验：

下面试验1-4均采用无铜污染的自然水样，以预制的标准比色卡进行测试。

试验1

本试验采用两个上面实施例2的试剂盒。

(1)样品前处理：采用两个酸洗的100mL玻璃瓶分别收集两份100mL水库试样，其中一份试样以8mol/L硝酸调节溶液pH4.5，取其部分配制成50mL0.08mg/L铜加标试样，编号为a；另一份试样直接取其部分配制成50mL0.08mg/L铜加标试样，以8mol/L硝酸调节其pH4.5，编号为b；

(2)显色反应：取两支25ml比色瓶，分别添加a、b两个试样至10mL刻度处，各加入一包Cu Ver1铜粉末试剂，盖好瓶盖，摇动数次使其完全溶解，静置反应2.5min；

(3)比色测定：在5min时，将待测样品的颜色与标准比色卡比对。

本实例中a、b试样的颜色显示为无色透明，与标准比色卡0.08mg/L颜色一致，结果重现。

试验2

本试验采用上面实施例1和实施例2的各一个试剂盒。

(1)样品前处理：采用两个酸洗的100mL塑料瓶分别收集两份100mL河水试样，其中一份试样以8mol/L硝酸调节溶液pH5.0，取其部分配制成50mL1mg/L铜加标试样，编号为c；另一份试样直接取其部分配制成50mL1mg/L铜加标试样，以8mol/L硝酸调节其pH5.0，编号为d；

(2)显色反应：取两支25ml比色瓶，分别添加c、d两个试样至10mL刻度处，c试样中加入一包Cu Ver1铜粉末试剂，d试样中加入一包自制试剂，盖好瓶盖，摇动数次使其完全溶解，静置反应4min；

(3)比色测定：在15min时，将c、d两份待测样品的颜色与标准比色卡比对。

本实例中c、d试样的颜色均显示为PANTONE264C，与标准比色卡1mg/L颜色一致，结果重现。

试验3

本试验采用上面实施例1和实施例2的各一个试剂盒。

(1)样品前处理：采用两个酸洗的100mL塑料瓶分别收集两份100mL地下水试样，其中一份试样以8mol/L硝酸调节溶液pH5.5，取其部分配制成50mL4mg/L铜加标试样，编号为e；另一份试样直接取其部分配制成50mL4mg/L铜加标试样，以8mol/L硝酸调节其pH5.5，编号为f；

(2)显色反应：取两支25ml比色瓶，分别添加e、f两个试样至10mL刻度处，e试样中加入一包Cu Ver1铜粉末试剂，f试样中加入一包自制试剂，，盖好瓶盖，摇动数次使其完全溶解，静置反应5min；

(3)比色测定：在20min时，将e、f两份待测样品的颜色与标准比色卡比对。

本实例中e、f试样的颜色均显示为PANTONE527C，与标准比色卡4mg/L颜色一致，结果重现。

试验4

本试验采用上面实施例1和实施例2的各一个试剂盒。

(1)样品前处理：采用两个酸洗的100mL塑料瓶分别收集两份100mL河水试样，其中一份试样以8mol/L硝酸调节溶液pH4.5，取其部分配制成50mL1mg/L铜加标试样，编号为g；另一份试样直接取其部分配制成50mL1mg/L铜加标试样，以8mol/L硝酸调节其pH4.5，编号为h；

(2)显色反应：取两支25ml比色瓶，分别添加g、h两个试样至10mL刻度处，g试样中加入一包Cu Ver1铜粉末试剂，h试样中加入一包自制试剂，盖好瓶盖，摇动数次使其完全溶解，静置反应2.5min；

(3)比色测定：在5min时，将g、h两份待测样品的颜色与标准比色卡比对。

本实例中c、d试样的颜色均显示为PANTONE264C，与标准比色卡1mg/L颜色一致，结果重现。

每包Cu Ver1铜粉末试剂或者自制试剂的质量控制在0.1055克。

Claims (9)

1.一种测定水体中铜离子浓度的试剂盒，其特征在于：包括有试剂包、标准比色卡；

所述的试剂包内为美国哈希公司生产的商品化的货号为2105869的Cu Ver 1铜粉末试剂或按照如下配方和规格制备自制试剂：

抗坏血酸2.5~3.0%；

二喹啉甲酸钠0.57~0.65%；

其余为缓冲剂，所述的缓冲剂中：包括

35%~50%的磷酸氢二钠和50%~65%磷酸二氢钾；

上面百分比为质量百分比；

所述的标准比色卡中铜离子浓度与美国PANTONE国际标准色卡颜色色号对应关系如下：

浓度               色号           

0 mg/L~0.08 mg/L    无色透明；       

0.1 mg/L~0.2 mg/L   微弱的淡紫色；    

0.6 mg/L         ＜PANTONE 2635 C；

0.9 mg/L           PANTONE 2567 C；

1.0 mg/L           PANTONE 264 C；

1.5~2.0 mg/L       PANTONE 2577 C；

4.0~5.0 mg/L       PANTONE 527 C。

2.根据权利要求1所述的测定水体中铜离子浓度的试剂盒，其特征在于：还包括比色瓶和PH试纸；所述的比色瓶为25ml的比色瓶，是玻璃材质的圆柱形状瓶，具有螺旋口、pp材质的螺旋盖以及10、20、25 mL的刻度线，内径和外径为分别为239.2~239.5 mm、240.0 mm，瓶口距离瓶底的高度为950 mm。

3.根据权利要求2所述的测定水体中铜离子浓度的试剂盒，其特征在于：所述的标准比色卡是采用光面铜版纸印刷，其颜色采用美国PANTONE国际标准色卡油墨配方指南所用名称形式进行颜色和配方之命名。

4.根据权利要求2所述的测定水体中铜离子浓度的试剂盒，其特征在于：所述pH试纸为精密pH试纸。

5.根据权利要求2所述的测定水体中铜离子浓度的试剂盒，其特征在于：还包括1 mL pp材质滴管。

6.根据权利要求1所述的测定水体中铜离子浓度的试剂盒，其特征在于：所述的试剂包内的试剂质量为0.1055-0.1065克。

7.根据权利要求1至6中任一所述的测定水体中铜离子浓度的试剂盒，其特征在于：还包括盛有酸或碱溶液的试剂瓶。

8.根据权利要求7所述的测定水体中铜离子浓度的试剂盒，其特征在于：所述的酸和碱溶液为优级纯硝酸和氢氧化钾配制的8 mol/L硝酸或8 mol/L氢氧化钾。

9.一种测定水体中铜离子浓度方法，其特征在于，该方法采用权利要求1至8所述的试剂盒，包括以下步骤：

①、样品前处理：收集水样并以酸或碱调节使水样的pH值为 4-6；

②、显色反应：取比色瓶加样水至10ml刻度处，加入0.1055-0.1065克试剂，充分溶解；

③、比色测定：在5~25 min内将待测样品的颜色与标准比色卡比对，标准比色卡上与待测样品的颜色对应的浓度就是待测样品的铜离子浓度。