CN104792777A - 一种经济快捷型比色测定水质六价铬浓度的测试包和测定方法 - Google Patents

一种经济快捷型比色测定水质六价铬浓度的测试包和测定方法 Download PDF

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尹魁浩
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宋战锋
刘邦楠
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Abstract

一种经济快捷型比色测定水质六价铬浓度的测试包及测定方法,其核心是采用集成化的试剂包和一套标准比色卡构建成一种便捷的测试方法,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0~0.6 mg/L。本发明整个程序只添加一次试剂,操作简单、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,为水质六价铬的检测提供了一种新方式,对于满足群众及市场需求、保障饮水安全具有重要意义。

Description

一种经济快捷型比色测定水质六价铬浓度的测试包和测定方法
技术领域
本发明涉及测定水质六价铬浓度的领域,特别涉及一种经济快捷型比色测定水质六价铬浓度的测试包和测定方法。
背景技术
六价铬是水质污染重要指标之一。六价铬对人主要是慢性毒害,可通过消化道、呼吸道、皮肤和粘膜侵入人体,在体内主要积聚在肝、肾和内分泌腺中。通过呼吸道进入并易积存在肺部。六价铬具有强氧化作用,慢性中毒往往以局部损害开始逐渐发展到严重的疾病,甚至引发癌症。铬的污染来源主要是含铬矿石的加工、金属表面处理、皮革鞣制、印染等行业。我国规定I类和III类地表水中六价铬水质标准限值分别为0.01和0.05 mg·L-1,生活饮用水中的六价铬的限值为0.05 mg·L-1
目前对于水体中六价铬离子的检测主要是采用二苯碳酰二肼分光光度法。该法灵敏度高、特异性好,但显色剂溶液不稳定、操作比较复杂、专业水平要求高,不具备经济、快捷和现场测试的特点。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)检测水体六价铬离子的技术,虽解决了现场测试的需求,但同样也面临价格昂贵和操作繁琐的问题,均不能普及于社会广大民众。
发明内容
本发明克服了现有技术检测水体中六价铬浓度价格昂贵和操作繁琐的问题,提供一种经济快捷型比色测定水质六价铬浓度的测试包和测定方法。
本发明的技术方案是:一种经济快捷型比色测定水质六价铬浓度的测试包,包括试剂包和比色卡;
所述的试剂包内包括以下质量百分比的组份:
1.5~3% 1,5-二苯碳酰二肼;
40~48%焦硫酸钾;
49~59% 硫酸镁;
比色卡:
所述比色卡是采用光面铜版纸印制,其上有颜色和对应的六价铬浓度;其颜色是通过对比已知六价铬浓度的地表水、地下水及自来水与所述的试剂进行反应时的水颜色。
本发明的优选方式包括:
所述的试剂包的净重为0.07~0.1 g ;各组份的质量百分比分别为:
2% 1,5-二苯碳酰二肼;
47%焦硫酸钾;
51% 硫酸镁。
比色卡的颜色由以下步骤确定,
步骤A、取一支25 ml比色瓶加已知六价铬浓度水样至10 mL刻度处,加入一包所述的试剂包,盖好瓶盖,摇动数次使其充分溶解,静置反应5 min;
 步骤B、记下比色瓶内水的颜色和已知六价铬浓度;
 更换不同已知六价铬浓度水样,反复执行步骤A和步骤B,把水中六价铬浓度与对应的颜色记录在光面铜版纸上。
所述的颜色由PANTONE公司型号为GP 1401的国际标准色表述;
所述的步骤B中,将比色瓶内的水与PANTONE公司型号为GP 1401的国际标准色卡比对,将与水颜色相同的色卡贴到光面铜版纸上相应位置。具体的所述的色卡上六价铬浓度与颜色或者PANTONE公司型号为GP 1401的国际标准色卡的色号的对应关系如下:
0 mg/L~0.005 mg/L—无色透明,
0.01 mg/L~0.025 mg/L—微弱的淡紫色,
0.04 mg/L~0.06 mg/L—<PANTONE 2635 C;
0.07 mg/L—<PANTONE 2563 C;
0.09 mg/L~0.1 mg/L—PANTONE 2563 C;
0.2 mg/L—PANTONE 2573 C;
0.3 mg/L—PANTONE 2573 C和 PANTONE 2583 C之间;
0.4 mg/L—PANTONE 2582 C;
0.6 mg/L—PANTONE Purple C。
比色卡的颜色由PANTONE公司型号为GP 1401的国际标准色表述;
所述的步骤B中,将比色瓶内的水与PANTONE公司型号为GP 1401的国际标准色卡比对,记住与水颜色相同的色卡的配方,并调配印刷到光面铜版纸上相应位置,所述的色卡上六价铬浓度与颜色或者颜色的配方的对应关系如下:
0 mg/L~0.005 mg/L—无色透明,
0.01 mg/L~0.025 mg/L—微弱的淡紫色;
0.04 mg/L~0.06 mg/L—<[PANTONE Violet 6.20 和PANTONE Trans. Wt. 93.80];
0.07 mg/L—<[PANTONE Rub. Red 6.30、PANTONE Violet 6.30 和PANTONE Trans. Wt. 87.40];
0.09 mg/L~0.1 mg/L—[PANTONE Rub. Red 6.30、PANTONE Violet 6.30 和PANTONE Trans. Wt. 87.40];
0.2 mg/L—[PANTONE Rub. Red 12.50 、PANTONE Violet 12.50 和PANTONE Trans. Wt. 75.00];
0.3 mg/L— [PANTONE Rub. Red 12.50、 PANTONE Violet 12.50和 PANTONE Trans. Wt. 75.00]和[PANTONE Rub. Red 25.00、 PANTONE Violet 25.00和 PANTONE Trans. Wt. 50.00]之间;
0.4 mg/L— [PANTONE Purple 40.60、 PANTONE Violet 9.40和 PANTONE Trans. Wt. 50.00];
0.6 mg/L—PANTONE Purple C。
以上采用的颜色是由PANTONE公司定义的,在型号为GP 1401的国际标准色上有说明,由于Violet、Purple等翻译成中文都是紫色可能会引起歧意,因此,均采用PANTONE公司定义的原文。
本发明还提供一种经济快捷型比色测定水质六价铬浓度测定方法,包括以下步骤:
步骤1、显色反应:将水样加入试剂进行充分反应;
所述的试剂由以下质量百分比组份组成:
1.5~3% 1,5-二苯碳酰二肼;
40~48%焦硫酸钾;
49~59% 硫酸镁;
步骤2、比色测定:将待测样品的颜色与标准比色卡比对,若颜色与某一色阶相符,则该色阶标明的浓度即为水样中六价铬的浓度;若颜色介于两个色阶之间,则根据颜色的深浅程度来估计两个色阶之间的近似值作为水样六价铬的浓度;
所述的标准比色卡的颜色由以下步骤确定,
步骤A、取一支25 ml比色瓶加已知六价铬浓度水样至10 mL刻度处,加入定量的试剂,盖好瓶盖,摇动数次使其充分溶解,静置反应5 min;
 步骤B、记下比色瓶内水的颜色和已知六价铬浓度;
 更换不同已知六价铬浓度水样,反复执行步骤A和步骤B,把水中六价铬浓度与对应的颜色记录在光面铜版纸上。
优选方式包括:
所述的试剂的净重为0.07~0.1 g ;各组份的质量百分比分别为:
2% 1,5-二苯碳酰二肼;
47%焦硫酸钾;
51% 硫酸镁。
所述的比色瓶为25 ml比色瓶,是玻璃材质,具有螺旋口、pp材质的螺旋盖以及10、20、25 mL的刻度线,内径、外径分别为24 mm、25 mm,瓶口距离瓶底的高度为95 mm。
本发明检测步骤简单、快捷、便携,采用集成化的试剂包大大提升了检测效率和稳定性;原理基于传统的二苯碳酰二肼比色法,灵敏度、准确度较高,抗干扰能力强;检测范围浓度宽,涵盖了地表水、地下水、自来水等水质国家标准限值;此外,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。
以下对照附图和具体实施例对本发明进行更加进一步的说明。
附图说明
附图1本发明中测定水中六价铬的流程。
具体实施方式
本实施例是一种经济快捷型比色测试水体中六价铬浓度中所使用的测试包。该测试包中包括有试剂包和比色卡,其中试剂包中包括0.07~0.1 g试剂;试剂中包括质量百分比为2% 的1,5-二苯碳酰二肼、质量百分比为47%的焦硫酸钾,质量百分比51%的硫酸镁。
比色卡是采用光面铜版纸印制,其上有颜色和对应的六价铬浓度;其颜色是通过对比已知六价铬浓度的地表水、地下水及自来水与所述的试剂进行反应时的水颜色。比色卡是事先通过试验获得的,比色卡与试剂含量以及加入到被测的水量有关系的,是对应的,只要测试条件不变就可以使用相同的比色卡。
比色卡的颜色由以下步骤确定,
步骤A、取一支25 ml比色瓶加已知六价铬浓度水样至10 mL刻度处,加入一包所述的试剂包,盖好瓶盖,摇动数次使其充分溶解,静置反应5 min;
 步骤B、记下比色瓶内水的颜色和已知六价铬浓度;
 更换不同已知六价铬浓度水样,反复执行步骤A和步骤B,把水中六价铬浓度与对应的颜色记录在光面铜版纸上。
比色卡上的颜色有多种方式表述,可以采用PANTONE公司型号为GP 1401的国际标准色表述;也可以通过PANTONE公司公开的配方配制。
如采用PANTONE公司型号为GP 1401的国际标准色表述时,色卡上六价铬浓度与颜色或者PANTONE公司型号为GP 1401的国际标准色卡的色号的对应关系如下:
0 mg/L~0.005 mg/L—无色透明,
0.01 mg/L~0.025 mg/L—微弱的淡紫色,
0.04 mg/L~0.06 mg/L—<PANTONE 2635 C;
0.07 mg/L—<PANTONE 2563 C;
0.09 mg/L~0.1 mg/L—PANTONE 2563 C;
0.2 mg/L—PANTONE 2573 C;
0.3 mg/L—PANTONE 2573 C和 PANTONE 2583 C之间;
0.4 mg/L—PANTONE 2582 C;
0.6 mg/L—PANTONE Purple C。
这样在光面铜版纸上可以将PANTONE公司型号为GP 1401的国际标准色卡上相应的颜色卡贴到相应的位置形成比色卡。
色卡上六价铬浓度与颜色或者颜色的配方的对应关系如下:
0 mg/L~0.005 mg/L—无色透明,
0.01 mg/L~0.025 mg/L—微弱的淡紫色;
0.04 mg/L~0.06 mg/L—<[PANTONE Violet 6.20 和PANTONE Trans. Wt. 93.80];
0.07 mg/L—<[PANTONE Rub. Red 6.30、PANTONE Violet 6.30 和PANTONE Trans. Wt. 87.40];
0.09 mg/L~0.1 mg/L—[PANTONE Rub. Red 6.30、PANTONE Violet 6.30 和PANTONE Trans. Wt. 87.40];
0.2 mg/L—[PANTONE Rub. Red 12.50 、PANTONE Violet 12.50 和PANTONE Trans. Wt. 75.00];
0.3 mg/L— [PANTONE Rub. Red 12.50、 PANTONE Violet 12.50和 PANTONE Trans. Wt. 75.00]和[PANTONE Rub. Red 25.00、 PANTONE Violet 25.00和 PANTONE Trans. Wt. 50.00]之间;
0.4 mg/L— [PANTONE Purple 40.60、 PANTONE Violet 9.40和 PANTONE Trans. Wt. 50.00];
0.6 mg/L—PANTONE Purple C。
这样也可以通过上面的颜色配方印制色卡。
本发明是基于二苯碳酰二肼显色法,采用由1,5-二苯碳酰二肼、焦硫酸钾、硫酸镁制备的集成化粉末试剂包作为反应试剂进行试验,整个检测技术流程具体包括以下步骤:
(1)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:
0 mg/L~0.005 mg/L—无色透明,
0.01 mg/L~0.025 mg/L—微弱的淡紫色,
0.04 mg/L~0.06 mg/L—<PANTONE 2635 C—[PANTONE Violet 6.20 和PANTONE Trans. Wt. 93.80],
0.07 mg/L—<PANTONE 2563 C—[PANTONE Rub. Red 6.30、PANTONE Violet 6.30 和PANTONE Trans. Wt. 87.40],
0.09 mg/L~0.1 mg/L—PANTONE 2563 C—[PANTONE Rub. Red 6.30、PANTONE Violet 6.30 和PANTONE Trans. Wt. 87.40],
0.2 mg/L—PANTONE 2573 C—[PANTONE Rub. Red 12.50 、PANTONE Violet 12.50 和PANTONE Trans. Wt. 75.00],
0.3 mg/L—[PANTONE 2573 C, PANTONE 2583 C] —[PANTONE Rub. Red 12.50、 PANTONE Violet 12.50和 PANTONE Trans. Wt. 75.00]→[PANTONE Rub. Red 25.00、 PANTONE Violet 25.00和 PANTONE Trans. Wt. 50.00],
0.4 mg/L—PANTONE 2582 C—[PANTONE Purple 40.60、 PANTONE Violet 9.40和 PANTONE Trans. Wt. 50.00],
0.6 mg/L—PANTONE Purple C—PANTONE Purple C。
所述集成化的试剂包按照如下配方制备:2% 1,5-二苯碳酰二肼、47%焦硫酸钾、51% 硫酸镁,试剂包净重0.07~0.1 g。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:GP 1401)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试剂包。
色号和颜色配方均采用美国PANTONE国际标准色卡(型号:GP 1401)油墨配方指南所用名称形式进行色号和配方命名,上面的对应关系可以参照下面的指示理解,本领域技术人员也可以直接从PANTONE国际标准色卡的说明中理解。
0.04 mg/L~0.06 mg/L浓度点的色号“<PANTONE 2635 C”是指该浓度点的颜色响应介于“微弱的淡紫色”和PANTONE 2635 C之间且靠近PANTONE 2635 C。
0.07 mg/L浓度点的色号“<PANTONE 2563 C”是指该浓度点的颜色响应介于PANTONE 2635 C和PANTONE 2563 C之间且靠近PANTONE 2563 C。
0.3 mg/L浓度点的色号“[PANTONE 2573 C, PANTONE 2583 C]”是指该浓度点的颜色响应介于PANTONE 2573 C和PANTONE 2583 C之间。
(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pH至4~7之间;
②显色反应:取一支25 mL比色瓶加水样至10 mL刻度处,加入一包六价铬粉末试剂,盖好瓶盖,摇动数次使其充分溶解,静置反应5 min;
③比色测定:将待测样品的颜色与标准比色卡比对,若颜色与某一色阶相符,则该色阶标明的浓度即为水样中六价铬的浓度;若颜色介于两个色阶之间,则根据颜色的深浅程度来估计两个色阶之间的近似值作为水样六价铬的浓度;
所述样品瓶采用8 mol/L硝酸溶液清洗干净的100 mL玻璃瓶或pp材质的塑料瓶。
所述的酸或碱是以优级纯硝酸和氢氧化钾配制成的8 mol/L硝酸或8 mol/L氢氧化钾。
所述pH的测定使用精密pH试纸。
所述25 mL比色瓶为玻璃材质,具有螺旋口、pp材质的螺旋盖以及10、20、25 mL的刻度线,内径、外径分别为24 mm、25 mm,瓶口距离瓶底的高度为95 mm。
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。
以下实施例1-2均采用无六价铬污染的自然水样,以预制的标准比色卡进行测试。
实施例1
(1)样品前处理:采用两个酸洗的100 mL玻璃瓶分别收集两份100 mL水库试样,其中一份试样以8 mol/L硝酸调节溶液pH至5,取其部分配制成50 mL0.002 mg/L六价铬加标试样,编号为a;另一份试样直接取其部分配制成50 mL0.002 mg/L六价铬加标试样,以8 mol/L硝酸调节溶液pH至5,编号为b;
(2)显色反应:取两支25 mL比色瓶,分别添加a、b两个试样至10 mL刻度处,各加入一包六价铬粉末试剂,盖好瓶盖,摇动数次使其完全溶解,静置反应5 min;
(3)比色测定:在6 min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0.002 mg/L颜色一致,结果重现。
实施例2
(1)样品前处理:采用两个酸洗的100 mL玻璃瓶分别收集两份100 mL河水试样,其中一份试样以8 mol/L硝酸调节溶液pH至4.5,取其部分配制成50 mL0.1 mg/L六价铬加标试样,编号为c;另一份试样直接取其部分配制成50 mL0.1 mg/L六价铬加标试样,以8 mol/L硝酸调节溶液pH至4.5,编号为d;
(2)显色反应:取两支25 mL比色瓶,分别添加c、d两个试样至10 mL刻度处,各加入一包六价铬粉末试剂,盖好瓶盖,摇动数次使其完全溶解,静置反应5 min;
(3)比色测定:在6 min时,将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PANTONE 2563 C,与标准比色卡0.1 mg/L颜色一致,结果重现。

Claims (10)

1.一种经济快捷型比色测定水质六价铬浓度的测试包,其特征在于:包括试剂包和比色卡;
所述的试剂包内包括以下质量百分比的组份:
1.5~3% 1,5-二苯碳酰二肼;
40~48% 焦硫酸钾;
49~59% 硫酸镁;
所述比色卡是采用光面铜版纸,其上有颜色和对应的六价铬浓度;其颜色是通过对比已知六价铬浓度的地表水、地下水及自来水与所述的试剂进行反应时的水颜色。
2.根据权利要求1所述的经济快捷型比色测定水质六价铬浓度的测试包,其特征在于:
所述的试剂包的净重为0.07~0.1 g ;各组份的质量百分比分别为:
1.5~3% 1,5-二苯碳酰二肼;
40~48%焦硫酸钾;
49~59% 硫酸镁。
3.根据权利要求2所述的经济快捷型比色测定水质六价铬浓度的测试包,其特征在于:所述的比色卡的颜色由以下步骤确定,
步骤A、取一支25 ml比色瓶加已知六价铬浓度水样至10 mL刻度处,加入一包所述的试剂包,盖好瓶盖,摇动数次使其充分溶解,静置反应5 min;
 步骤B、记下比色瓶内水的颜色和已知六价铬浓度;
 更换不同已知六价铬浓度水样,反复执行步骤A和步骤B,把水中六价铬浓度与对应的颜色记录在光面铜版纸上。
4.根据权利要求3所述的经济快捷型比色测定水质六价铬浓度的测试包,其特征在于:所述的颜色由PANTONE公司型号为GP 1401的国际标准色表述;
所述的步骤B中,将比色瓶内的水与PANTONE公司型号为GP 1401的国际标准色卡比对,将与水颜色相同的色卡贴到光面铜版纸上相应位置。
5.根据权利要求4所述的经济快捷型比色测定水质六价铬浓度的测试包,其特征在于:
所述的色卡上六价铬浓度与颜色或者PANTONE公司型号为GP 1401的国际标准色卡的色号的对应关系如下:
0 mg/L~0.005 mg/L—无色透明,
0.01 mg/L~0.025 mg/L—微弱的淡紫色,
0.04 mg/L~0.06 mg/L—<PANTONE 2635 C;
0.07 mg/L—<PANTONE 2563 C;
0.09 mg/L~0.1 mg/L—PANTONE 2563 C;
0.2 mg/L—PANTONE 2573 C;
0.3 mg/L—PANTONE 2573 C和 PANTONE 2583 C之间;
0.4 mg/L—PANTONE 2582 C;
0.6 mg/L—PANTONE Purple C。
6.根据权利要求3所述的经济快捷型比色测定水质六价铬浓度的测试包,其特征在于:所述的颜色由PANTONE公司型号为GP 1401的国际标准色表述;
所述的步骤B中,将比色瓶内的水与PANTONE公司型号为GP 1401的国际标准色卡比对,记住与水颜色相同的色卡的配方,并调配印刷到光面铜版纸上相应位置。
7.根据权利要求6所述的经济快捷型比色测定水质六价铬浓度的测试包,其特征在于:
所述的色卡上六价铬浓度与颜色或者颜色的配方的对应关系如下:
0 mg/L~0.005 mg/L—无色透明,
0.01 mg/L~0.025 mg/L—微弱的淡紫色;
0.04 mg/L~0.06 mg/L—<[PANTONE Violet 6.20 和PANTONE Trans. Wt. 93.80];
0.07 mg/L—<[PANTONE Rub. Red 6.30、PANTONE Violet 6.30 和PANTONE Trans. Wt. 87.40];
0.09 mg/L~0.1 mg/L—[PANTONE Rub. Red 6.30、PANTONE Violet 6.30 和PANTONE Trans. Wt. 87.40];
0.2 mg/L—[PANTONE Rub. Red 12.50 、PANTONE Violet 12.50 和PANTONE Trans. Wt. 75.00];
0.3 mg/L— [PANTONE Rub. Red 12.50、 PANTONE Violet 12.50和 PANTONE Trans. Wt. 75.00]与[PANTONE Rub. Red 25.00、 PANTONE Violet 25.00和 PANTONE Trans. Wt. 50.00]之间;
0.4 mg/L— [PANTONE Purple 40.60、 PANTONE Violet 9.40和 PANTONE Trans. Wt. 50.00];
0.6 mg/L—PANTONE Purple C。
8.一种经济快捷型比色测定水质六价铬浓度测定方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1、显色反应:将水样加入试剂进行充分反应;
所述的试剂由以下质量百分比组份组成:
1.5~3% 1,5-二苯碳酰二肼;
40~48%焦硫酸钾;
49~59% 硫酸镁;
步骤2、比色测定:将待测样品的颜色与标准比色卡比对,若颜色与某一色阶相符,则该色阶标明的浓度即为水样中六价铬的浓度;若颜色介于两个色阶之间,则根据颜色的深浅程度来估计两个色阶之间的近似值作为水样六价铬的浓度;
所述的标准比色卡的颜色由以下步骤确定:
步骤A、取一支25 ml比色瓶加已知六价铬浓度水样至10 mL刻度处,加入定量的试剂,盖好瓶盖,摇动数次使其充分溶解,静置反应5 min;
 步骤B、记下比色瓶内水的颜色和已知六价铬浓度;
 更换不同已知六价铬浓度水样,反复执行步骤A和步骤B,把水中六价铬浓度与对应的颜色记录在光面铜版纸上。
9.根据权利要求8所述的经济快捷型比色测定水质六价铬浓度测定方法,其特征在于:
所述的试剂的净重为0.07~0.1 g ;各组份的质量百分比分别为:
1.5~3% 1,5-二苯碳酰二肼;
40~48%焦硫酸钾;
49~59% 硫酸镁。
10.根据权利要求8所述的经济快捷型比色测定水质六价铬浓度测定方法,其特征在于:所述的比色瓶为25 ml比色瓶,是玻璃材质,具有螺旋口、pp材质的螺旋盖以及10、20、25 mL的刻度线,内径、外径分别为24 mm、25 mm,瓶口距离瓶底的高度为95 mm。
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