CN105300962B - 一种可消除试剂空白影响的水中铝离子现场快速检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可消除试剂空白影响的水中铝离子现场快速检测方法，该方法通过液体型铝离子检测试剂的制备、扣除试剂空白颜色并以透明塑料板为支撑材质的标准色卡的制作、检测时将空白管颜色叠加在标准色卡上再与样品管进行对照，具有方法简单、准确性高、易于操作的优点；使用液体型铝离子检测试剂进行检测，可有效控制整个检测过程所需时间；通过将空白管颜色叠加在标准色卡上再与样品管进行比色对照的方法，可有效消除试剂空白的波动对检测结果准确性造成的不利影响，特别适合水中铝离子现场快速检测。

Description

一种可消除试剂空白影响的水中铝离子现场快速检测方法

技术领域

本发明属于水质检测领域，尤其涉及一种可消除试剂空白影响的水中铝离子现场快速检测方法。

背景技术

生活饮用水卫生标准规定铝的最高允许含量为0.20mg/L。摄入过量的铝对人体健康会造成种种危害：对人体脑、心、肝功能和免疫功能造成损害，并诱发老年痴呆症；铝被消化系统吸收后对成骨细胞的活性产生毒性，并抑制骨的基质合成，导致尿钙排泄量的增加及人体内缺少钙；铝与转铁蛋白结合，造成血浆中铁的分布和代谢的干扰，从而出现非缺铁性贫血症。除此之外铝摄入过量还能引起肾功能降低、胃液分泌减少等多种疾病。

水中铝离子的检测多采用原子吸收分光光度法、电感耦合等离子体质谱法、荧光光度法、可见光分光光度法，这些方法均需将水样带回专门的实验室，由专业的操作技术人员化验完成，大部分方法还需要价格高昂的大型专用仪器，不能满足快速、简便的现场检测要求，在一些特殊时间和地点还存在采样不及时、不能客观反映采样现场水体质量的情况。

目前市场上现有的铝离子现场检测试剂多为以比色法为基础的干粉型检测试剂，该检测试剂在进行测量时取一定量的水样与干粉型检测试剂混合、溶解、反应一段时间后产生特定的颜色，直接与标准色卡对照得出水样待测物质的浓度。此类方法快速、方便、公众参与度高，但测量时无法消除试剂空白的变化对测定结果的影响，只有在试剂空白恒定不变时才具有较高的准确性。但是，实际检测发现，无论是液体型还是干粉型的检测试剂，在存储过程中都不可避免的存在试剂空白逐渐变大或变小的情况。此外，使用干粉型的检测试剂进行水样检测时，需要先用待测水样把检测试剂充分溶解，再与水样中的具体污染物进行反应产生特定颜色。由于不同季节、不同区域采集的水样温度不尽相同，溶解干粉型检测试剂时所需时间也不尽相同，整个检测过程所需时间难以有效控制，也对检测结果的准确性造成不利影响。

因此，需求一种使用液体型检测试剂、可消除试剂空白对检测结果影响、使用标准色卡直接目视比色定量的水中铝离子的检测方法，对于实现水中铝离子现场快速检测显得尤为重要。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种可消除试剂空白影响的水中铝离子现场快速检测方法，以实现水中铝离子现场快速、准确测定，克服现有技术在使用干粉型检测试剂时因溶解时间的差异而难以有效控制检测时间、因使用不扣除试剂空白的标准色卡、比色时将此标准色卡直接与样品管对照得出结果、无法消除试剂空白的波动对检测结果准确性造成不利影响的缺点。

本发明是这样实现的，一种可消除试剂空白影响的水中铝离子现场快速检测方法包括：

步骤一、配制液体型铝离子检测试剂，该检测试剂是含有铬天青S、乳化剂氯代十六烷基吡啶、氯化钠、乙二醇的pH为5.0的醋酸-醋酸钠缓冲液；

步骤二、取7根10ml玻璃比色管，设置第1根比色管为空白管、第2-7根比色管为标准管，分别在空白管和标准管中加入去离子水和不同浓度的铝离子标准溶液，再加入步骤一所述的液体型铝离子检测试剂，反应一段时间；

步骤三、由比色管底部向上拍摄步骤二中各管反应所产生的颜色，用作图软件photoshop7.0将各标准管颜色扣除空白管颜色后，将所得的颜色及对应的铝离子标准溶液的浓度打印在无色透明PVC塑料板上，得到扣除试剂空白后的铝离子标准色卡；

步骤四、另取2根10ml玻璃比色管，设置第1根比色管为空白管、第2根比色管为样品管，分别在空白管和样品管中加入去离子水和待测水样，再加入步骤一中所述的液体型铝离子检测试剂，反应一段时间；

步骤五、将步骤三所述的标准色卡置于步骤四中的空白管底部，由比色管底部向上观察空白管与标准色卡叠加后的颜色，并与样品管颜色对照，当空白管与标准色卡叠加后的颜色与样品管颜色一致时，在一定时间内读取标准色卡所对应的铝离子浓度，即为水样中铝离子浓度。

进一步，步骤一中，所述的液体型铝离子检测试剂为80mmol/L的pH为5.0的醋酸-醋酸钠缓冲液，含有的铬天青S的浓度为0.5-1.0g/L、氯代十六烷基吡啶的浓度为1-3g/L、氯化钠的浓度为5-50g/L、乙二醇的浓度为10-30ml/L，配制方法为：称取0.5-1.0g铬天青S、1-3g氯代十六烷基吡啶、5-50g氯化钠，加800ml 80mmol/L pH5.0醋酸-醋酸钠缓冲液搅拌溶解，再加入10-30ml乙二醇，搅拌溶解后用80mmol/L pH5.0醋酸-醋酸钠缓冲液定容至1000ml。

进一步，步骤二中，所述的铝离子标准溶液的浓度分别为0.02mg/L、0.06mg/L、0.10mg/L、0.16mg/L、0.20mg/L、0.30mg/L，配制方法为：精密称取纯度为99.99％的金属铝0.1000g于400ml锥形瓶中，加盐酸50ml、硝酸10ml，低温加热溶解后，冷却至室温移入1升容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，得到浓度为100mg/L的铝离子储备液，再用去离子水将铝离子储备液稀释成浓度为0.02mg/L、0.06mg/L、0.10mg/L、0.16mg/L、0.20mg/L、0.30mg/L的铝离子标准溶液。

进一步，步骤二和步骤四中，所述的加入去离子水和不同浓度的铝离子标准溶液的体积均为10ml。

进一步，步骤二和步骤四中，所述的加入液体型铝离子检测试剂的体积为0.2ml。

进一步，步骤二和步骤四中，优选反应条件为在5-40℃环境中反应5-15分钟。

进一步，步骤三中，所述的无色透明PVC塑料板的厚度为1-2mm。

进一步，步骤五中，所述的一定时间内是5-10分钟。

附图说明

图1是本发明实施例提供的可消除试剂空白影响的水中铝离子现场快速检测方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

如图1所示，本发明是这样实现的，一种可消除试剂空白影响的水中铝离子现场快速检测方法包括：

S101、配制液体型铝离子检测试剂，该检测试剂是含有铬天青S、乳化剂氯代十六烷基吡啶、氯化钠、乙二醇的pH为5.0的醋酸-醋酸钠缓冲液；

S102、取7根10ml玻璃比色管，设置第1根比色管为空白管、第2-7根比色管为标准管，分别在空白管和标准管中加入去离子水和不同浓度的铝离子标准溶液，再加入步骤S101所述的液体型铝离子检测试剂，反应一段时间；

S103、由比色管底部向上拍摄步骤S102中各管反应所产生的颜色，用作图软件photoshop7.0将各标准管颜色扣除空白管颜色后，将所得的颜色及对应的铝离子标准溶液的浓度打印在无色透明PVC塑料板上，得到扣除试剂空白后的铝离子标准色卡；

S104、另取2根10ml玻璃比色管，设置第1根比色管为空白管、第2根比色管为样品管，分别在空白管和样品管中加入去离子水和待测水样，再加入步骤S101中所述的液体型铝离子检测试剂，反应一段时间；

S105、将步骤S103所述的标准色卡置于步骤S104中的空白管底部，由比色管底部向上观察空白管与标准色卡叠加后的颜色，并与样品管颜色对照，当空白管与标准色卡叠加后的颜色与样品管颜色一致时，在一定时间内读取标准色卡所对应的铝离子浓度，即为水样中铝离子浓度。

进一步，步骤S101中，所述的液体型铝离子检测试剂为80mmol/L的pH为5.0醋酸-醋酸钠缓冲液，含有的铬天青S的浓度为0.5-1.0g/L、氯代十六烷基吡啶的浓度为1-3g/L、氯化钠的浓度为5-50g/L、乙二醇的浓度为10-30ml/L，配制方法为：称取0.5-1.0g铬天青S、1-3g氯代十六烷基吡啶、5-50g氯化钠，加800ml 80mmol/L pH5.0醋酸-醋酸钠缓冲液搅拌溶解，再加入10-30ml乙二醇，搅拌溶解后用80mmol/L pH5.0醋酸-醋酸钠缓冲液定容至1000ml。

进一步，步骤S102中，所述的铝离子标准溶液的浓度分别为0.02mg/L、0.06mg/L、0.10mg/L、0.16mg/L、0.20mg/L、0.30mg/L，配制方法为：精密称取纯度为99.99％的金属铝0.1000g于400ml锥形瓶中，加盐酸50ml、硝酸10ml，低温加热溶解后，冷却至室温移入1升容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，得到浓度为100mg/L的铝离子储备液，再用去离子水将铝离子储备液稀释成浓度为0.02mg/L、0.06mg/L、0.10mg/L、0.16mg/L、0.20mg/L、0.30mg/L的铝离子标准溶液。

进一步，步骤S102和步骤S104中，所述的加入去离子水和不同浓度的铝离子标准溶液的体积均为10ml。

进一步，步骤S102和步骤S104中，所述的加入液体型铝离子检测试剂的体积为0.2ml。

进一步，步骤S102和步骤S104中，优选反应条件为在5-40℃环境中反应5-15分钟。

进一步，步骤S103中，所述的无色透明PVC塑料板的厚度为1-2mm。

进一步，步骤S105中，所述的一定时间内是5-10分钟。

本发明的可消除试剂空白影响的铝离子现场快速检测方法具有方法简单、准确性高、易于操作的优点；使用液体型铝离子检测试剂进行检测，可有效控制整个检测过程所需时间；通过将空白管颜色叠加在标准色卡上再与样品管进行比色对照的方法，可有效消除试剂空白对检测结果的影响，特别适合水中铝离子现场快速检测。

本发明的具体实施例：

实施例1

步骤一、称取0.5g铬天青S、1g氯代十六烷基吡啶、5g氯化钠，加800ml80mmol/LpH5.0醋酸-醋酸钠缓冲液搅拌溶解，再加入10ml乙二醇，搅拌溶解后用80mmol/L pH5.0醋酸-醋酸钠缓冲液定容至1000ml，得到1000ml含有0.5g/L铬天青S、1g/L氯代十六烷基吡啶、5g/L氯化钠、10ml/L乙二醇的80mmol/LpH 5.0醋酸-醋酸钠缓冲液为液体型铝离子检测试剂；

步骤二、取7根10ml玻璃比色管，设置第1根比色管为空白管、第2-7根比色管为标准管，分别在空白管和标准管中加入10ml去离子水和10ml浓度为0.02mg/L、0.06mg/L、0.10mg/L、0.16mg/L、0.20mg/L、0.30mg/L的铝离子标准溶液，再加入步骤一所述的液体型铝离子检测试剂0.2ml，在5℃环境中反应15分钟；

步骤三、由比色管底部向上拍摄步骤二中各管反应所产生的颜色，用作图软件photoshop7.0将各标准管颜色扣除空白管颜色后，将所得的颜色及对应的铝离子标准溶液的浓度打印在厚度为1mm的无色透明PVC塑料板上，得到扣除试剂空白后的各浓度铝离子标准色卡；

步骤四、另取2根10ml玻璃比色管，设置第1根比色管为空白管、第2根比色管为样品管，分别在空白管和样品管中加入10ml去离子水和10ml待测水样，再加入步骤一中所述的液体型铝离子检测试剂，在5℃环境中反应15分钟；

步骤五、将步骤三所述的标准色卡置于步骤四中的空白管底部，由比色管底部向上观察空白管与标准色卡叠加后的颜色，并与样品管颜色对照，当两者颜色一致时，在5分钟内读取标准色卡所对应的铝离子浓度，得出水样中铝离子浓度为0.02mg/L。

用国家标准方法原子吸收法对本实施例步骤四所述水样的铝离子浓度进行检测，结果为0.022mg/L，可以看出，本实施例所述方法和原子吸收法的检测结果有很好的一致性。

实施例2

步骤一、称取0.75g铬天青S、2g氯代十六烷基吡啶、25g氯化钠，加800ml80mmol/LpH5.0醋酸-醋酸钠缓冲液搅拌溶解，再加入25ml乙二醇，搅拌溶解后用80mmol/L pH5.0醋酸-醋酸钠缓冲液定容至1000ml，得到1000ml含有0.75g/L铬天青S、2g/L氯代十六烷基吡啶、25g/L氯化钠、20ml/L乙二醇的80mmol/L pH 5.0醋酸-醋酸钠缓冲液为液体型铝离子检测试剂；

步骤二、取7根10ml玻璃比色管，设置第1根比色管为空白管、第2-7根比色管为标准管，分别在空白管和标准管中加入10ml去离子水和10ml浓度为0.02mg/L、0.06mg/L、0.10mg/L、0.16mg/L、0.20mg/L、0.30mg/L的铝离子标准溶液，再加入步骤一所述的液体型铝离子检测试剂0.2ml，在20℃环境中反应10分钟；

步骤三、由比色管底部向上拍摄步骤二中各管反应所产生的颜色，用作图软件photoshop7.0将各标准管颜色扣除空白管颜色后，将所得的颜色及对应的铝离子标准溶液的浓度打印在厚度为1.5mm的无色透明PVC塑料板上，得到扣除试剂空白后的各浓度铝离子标准色卡；

步骤四、另取2根10ml玻璃比色管，设置第1根比色管为空白管、第2根比色管为样品管，分别在空白管和样品管中加入10ml去离子水和10ml待测水样，再加入步骤一中所述的液体型铝离子检测试剂，在20℃环境中反应10分钟；

步骤五、将步骤三所述的标准色卡置于步骤四中的空白管底部，由比色管底部向上观察空白管与标准色卡叠加后的颜色，并与样品管颜色对照，当两者颜色一致时，在7.5分钟内读取标准色卡所对应的铝离子浓度，得出水样中铝离子浓度为0.16mg/L。

用国家标准方法原子吸收法对本实施例步骤四所述水样的铝离子浓度进行检测，结果为0.18mg/L，可以看出，本实施例所述方法和原子吸收法的检测结果有很好的一致性。

实施例3

步骤一、称取1.0g铬天青S、3g氯代十六烷基吡啶、50g氯化钠，加800ml80mmol/LpH5.0醋酸-醋酸钠缓冲液搅拌溶解，再加入30ml乙二醇，搅拌溶解后用80mmol/L pH5.0醋酸-醋酸钠缓冲液定容至1000ml，得到1000ml含有1.0g/L铬天青S、3g/L氯代十六烷基吡啶、50g/L氯化钠、30ml/L乙二醇的80mmol/L pH 5.0醋酸-醋酸钠缓冲液为液体型铝离子检测试剂；

步骤二、取7根10ml玻璃比色管，设置第1根比色管为空白管、第2-7根比色管为标准管，分别在空白管和标准管中加入10ml去离子水和10ml浓度为0.02mg/L、0.06mg/L、0.10mg/L、0.16mg/L、0.20mg/L、0.30mg/L的铝离子标准溶液，再加入步骤一所述的液体型铝离子检测试剂0.2ml，在40℃环境中反应5分钟；

步骤三、由比色管底部向上拍摄步骤二中各管反应所产生的颜色，用作图软件photoshop7.0将各标准管颜色扣除空白管颜色后，将所得的颜色及对应的铝离子标准溶液的浓度打印在厚度为2mm的无色透明PVC塑料板上，得到扣除试剂空白后的各浓度铝离子标准色卡；

步骤四、另取2根10ml玻璃比色管，设置第1根比色管为空白管、第2根比色管为样品管，分别在空白管和样品管中加入10ml去离子水和10ml待测水样，再加入步骤一中所述的液体型铝离子检测试剂，在40℃环境中反应5分钟；

步骤五、将步骤三所述的标准色卡置于步骤四中的空白管底部，由比色管底部向上观察空白管与标准色卡叠加后的颜色，并与样品管颜色对照，当两者颜色一致时，在10分钟内读取标准色卡所对应的铝离子浓度，得出水样中铝离子浓度为0.30mg/L。

用国家标准方法原子吸收法对本实施例步骤四所述水样的铝离子浓度进行检测，结果为0.28mg/L，可以看出，本实施例所述方法和原子吸收法的检测结果有很好的一致性。

实施例4

为了进一步证明本发明的创造性，本发明做了如下对比试验，考察试剂空白的变化对测定结果准确性的影响。按本法实施例1步骤一所述的方法配制液体型铝离子检测试剂为测试组，以不扣除试剂空白、采用标准色卡直接比色的检测试剂为对照组，将两组试剂分别置4℃冰箱和37水浴储存7天，并对同一份已经用原子吸收法测定铝离子浓度为0.02mg/L的水样进行测定，同时用去离子水代替水样进行试剂空白测试，用721分光光度计记录试剂空白值，测试时比色皿光径为1cm，测试波长为630nm，参比溶液为去离子水，结果见表1。

表1

从表1可以看出，在相同的实验条件下，随着试剂空白的逐渐增大，测试组的测定结果保持不变，但对照组的测定结果明显变大，表明本发明所述的方法可有效去除试剂空白的变化对铝离子测试结果的影响。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可消除试剂空白影响的水中铝离子现场快速检测方法，其特征在于，所述的可消除试剂空白影响的水中铝离子现场快速检测方法包括：

步骤一、配制液体型铝离子检测试剂，铝离子检测试剂是含有铬天青S、乳化剂氯代十六烷基吡啶、氯化钠、乙二醇的pH 为5.0 的醋酸- 醋酸钠缓冲液；

步骤二、取7 根10ml 玻璃比色管，设置第1 根比色管为空白管、第2-7 根比色管为标准管，分别在空白管和标准管中加入去离子水和不同浓度的铝离子标准溶液，再加入步骤一所述的液体型铝离子检测试剂，进行反应；

步骤三、由比色管底部向上拍摄步骤二中各管反应所产生的颜色，用作图软件

photoshop7.0 将各标准管颜色扣除空白管颜色后，将所得的颜色及对应的铝离子标准溶液的浓度打印在无色透明PVC 塑料板上，得到扣除试剂空白后的铝离子标准色卡；

步骤四、另取2 根10ml 玻璃比色管，设置第1 根比色管为空白管、第2 根比色管为样品管，分别在空白管和样品管中加入去离子水和待测水样，再加入步骤一中所述的液体型铝离子检测试剂，进行反应；

步骤五、将步骤三所述的标准色卡置于步骤四中的空白管底部，由比色管底部向上观察空白管与标准色卡叠加后的颜色，并与样品管颜色对照，当空白管与标准色卡叠加后的颜色与样品管颜色一致时，读取标准色卡所对应的铝离子浓度，即为水样中铝离子浓度。

2.如权利要求1 所述的可消除试剂空白影响的水中铝离子现场快速检测方法，其特征在于，步骤一中，所述的液体型铝离子检测试剂为80mmol/L 的pH 为5.0 的醋酸- 醋酸钠缓冲液，含有的铬天青S 的浓度为0.5-1.0g/L、氯代十六烷基吡啶的浓度为1-3g/L、氯化钠的浓度为5-50g/L、乙二醇的浓度为10-30ml/L。

3.如权利要求2 所述的可消除试剂空白影响的水中铝离子现场快速检测方法，其特征在于，醋酸- 醋酸钠缓冲液配制方法为：称取0.5-1.0g 铬天青S、1-3g 氯代十六烷基吡啶、5-50g 氯化钠，加800ml 80mmol/L pH5.0 醋酸- 醋酸钠缓冲液搅拌溶解，再加入10-30ml乙二醇，搅拌溶解后用80mmol/L pH5.0 醋酸- 醋酸钠缓冲液定容至1000ml。

4.如权利要求1 所述的可消除试剂空白影响的水中铝离子现场快速检测方法，其特

征在于，步骤二中，所述的铝离子标准溶液的浓度分别为0.02mg/L、0.06mg/L、0.10mg/L、0.16mg/L、0.20mg/L、0.30mg/L。

5.如权利要求4 所述的可消除试剂空白影响的水中铝离子现场快速检测方法，其特征在于，铝离子标准溶液配制方法为：称取纯度为99.99％的金属铝0.1000g 于400ml 锥形瓶中，加盐酸50ml、硝酸10ml，低温加热溶解后，冷却至室温移入1 升容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，得到浓度为100mg/L 的铝离子储备液，再用去离子水将铝离子储备液稀释成浓度为0.02mg/L、0.06mg/L、0.10mg/L、0.16mg/L、0.20mg/L、0.30mg/L 的铝离子标准溶液。

6.如权利要求1 所述的可消除试剂空白影响的水中铝离子现场快速检测方法，其特征在于，步骤二中，所述的加入去离子水和不同浓度的铝离子标准溶液的体积均为10ml，步骤四中，所述的加入去离子水的体积为10ml。

7.如权利要求1 所述的可消除试剂空白影响的水中铝离子现场快速检测方法，其特征在于，步骤二和步骤四中，所述的加入液体型铝离子检测试剂的体积为0.2ml。

8.如权利要求1 所述的可消除试剂空白影响的水中铝离子现场快速检测方法，其特征在于，步骤二和步骤四中，反应条件为在5-40℃环境中反应5-15 分钟。

9.如权利要求1 所述的可消除试剂空白影响的水中铝离子现场快速检测方法，其特征在于，步骤三中，所述的无色透明PVC 塑料板的厚度为1-2mm。

10.如权利要求1 所述的可消除试剂空白影响的水中铝离子现场快速检测方法，其特征在于，步骤五中，反应时间5-10 分钟后读取标准色卡所对应的铝离子浓度。