CN111707661A - 一种总磷快速检测方法及所需试剂、标准比色卡和试剂盒 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种总磷快速检测方法及所需试剂、标准比色卡和试剂盒。所述消解粉剂为过硫酸钾,显色水剂A为抗坏血酸水溶液,显色水剂B为乙二胺四乙酸二钠和/或其水合物的水溶液,显色水剂C包括钼酸铵和/或其水合物、酒石酸锑钾和/或其水合物、浓硫酸、去离子水。所述检测方法是将待检测水样置于检测瓶中,加入消解粉剂,在酸性条件下消解,冷却后加碱中和,再依次加入显色水剂A、B和C,混匀,静置后将待检测水样的反应颜色与标准比色卡上的颜色进行比对,判定待检测水样中的磷浓度。本发明的总磷快速检测方法安全、操作容易、方便快速,检测总磷的浓度范围较广,实用性强,为缺乏检测设备的检验场所提供极大的便捷。
Description
技术领域
本发明涉及水质检测技术领域,特别是涉及一种总磷快速检测方法及所需试剂、标准比色卡和试剂盒。
背景技术
水体富营养化是指过量的氮、磷等营养元素排入水体(江、河和湖等),导致蓝、绿藻等水生生物大量繁殖,溶氧量下降,鱼虾死亡,严重破坏水体生态平衡。水体中营养元素N和P的变化,是导致水体富营养化的主要原因。磷元素作为影响水体富营养化的重要因子之一,对其的检测和有效控制管理对水环境的健康和安全意义重大。
水体中磷的来源分为天然的和人为的。天然水体中磷酸盐来自底泥中的矿物分解,及地表上的营养盐被雨水冲刷等。人为来源包含居民日常生活中排放的含磷废水,工业排放的富磷污水,农业种植中使用的含磷农肥等。天然水体中磷的含量不高,水体中磷含量超标主要是人为因素导致的。磷在水体中形式多样,包括正磷酸盐(PO4 3-),聚合态磷和有机磷三种。废水中不同来源废水,磷的形式和含量差别很大。工业废水中成分复杂,含有大量的偏磷和有机磷等,而生活污水主要以正磷酸盐形式存在。
总磷检测为污水处理的重要检测指标之一。目前,国标(GB 11893-89)采用过硫酸钾的强氧化性,利用高温高压环境,将大部分的聚合态磷以及有机磷氧化成正磷酸盐,再采用钼锑抗分光光度法测定正磷酸盐的含量,进而得知水中磷元素的总量。消解后的正磷酸盐,与钼酸铵、酒石酸锑钾反应生成磷钼杂多酸,反应产物被抗坏血酸还原成蓝色的络合物,该蓝色物质的吸光度与正磷酸盐的浓度成正比。该国标检测方法要求仪器设备齐全,检测器具例如医用手提式蒸汽消毒器或一般压力锅(1.1-1.4kg/cm2)、分光光度仪、比色管需一一俱全,过程复杂、高成本、耗时、耗材,不适应原位污染现场的快速诊断和污水处理站(厂)的日常检验。
总结来说,国标GB 11893-89中的总磷测定方法存在以下缺陷:
(1)消解过程复杂,利用压力锅等加热消解,高温高压环境,容易引起安全事故。
(2)GB11893-89的方法消解氧化剂过硫酸钾一般配制成50g/L的水溶液,很难实现完全溶解,尤其是冬天低温环境。
(3)GB11893-89的方法操作过程复杂,消解之后的溶液,需要倒入比色皿,配合分光光度计,对比标准曲线,才能得知样品浓度。过程偏复杂,需要简化。
(4)GB11893-89的方法中,检测最大浓度为0.6mg/L磷,比较狭窄,因而不利于浓度比较大的总磷废水测定,需要多次稀释,从而导致操作繁琐。
(5)GB11893-89的方法,需要稳定的时间为15min,耗时比较长。
申请号为201810954939.X公开了一种磷快检试剂盒及其制作方法与磷检测方法,该磷快检试剂盒包括显色粉剂、显色水剂和标准比色卡,所述显色粉剂为包含抗坏血酸、乙二胺四乙酸二钠和/或其水合物、氯化钠的混合粉末;所述显色水剂为包含钼酸铵和/或其水合物、酒石酸锑钾和/或其水合物、浓硫酸、去离子水的混合溶液;所述标准比色卡上显示有多个不同颜色,所述多个不同颜色分别由多个不同浓度的标准磷溶液与所述显色粉剂和所述显色水剂反应产生。但该专利存在以下问题:1、该专利只能测定水体中的磷酸盐(PO4 3-),无法实现水体中所有形式的磷(有机磷、次磷、聚磷、磷酸盐)的测试,即该专利方法无法实现水体总磷的检测;2、该专利的显色试剂的制作比较粗放,且需要加入氯化钠增加粉剂的重量,以便于称量,还需要通过挤压倒立的眼药滴瓶添加显色水剂,这会导致显色水剂用量不精准,虽然粉剂过量一点不会对测定结果产生太大的影响,但也使该专利方法适于对精确度要求不太高的比色,不适合实验室的精准比色。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种总磷快速检测方法及所需试剂、标准比色卡和试剂盒,相比国标GB11893-89中的总磷测定方法,极大地简化了检测过程,操作更简单、安全,且显色时间短,检测效率和精确度更高。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明第一方面提供一种总磷快速检测方法所需的试剂,包括消解粉剂、显色水剂A、显色水剂B和显色水剂C,所述消解粉剂为过硫酸钾,所述显色水剂A为抗坏血酸水溶液,所述显色水剂B为乙二胺四乙酸二钠和/或其水合物的水溶液,所述显色水剂C包括钼酸铵和/或其水合物、酒石酸锑钾和/或其水合物、浓硫酸、去离子水。
进一步,所述消解粉剂过硫酸钾的使用量为0.04-0.06g。
进一步,所述抗坏血酸水溶液的浓度为120-180g/L。
进一步,所述乙二胺四乙酸二钠和/或其水合物的水溶液的浓度为49-73g/L。
进一步,所述显色水剂C的制备方法包括如下步骤:
将钼酸铵和/或其水合物溶于去离子水中搅拌均匀得到第一溶液,将酒石酸锑钾和/或其水合物溶于去离子水中搅拌均匀得到第二溶液,一边搅拌一边将第一溶液与第二溶液依次缓慢加入硫酸溶液中混合均匀;其中,加入第一溶液后,需要等待混合溶液冷却到室温,再加入第二溶液,混匀,冷却到室温;所述硫酸溶液为浓硫酸与去离子水的混合溶液。
进一步,所述显色水剂C中,钼酸铵和/或其水合物、酒石酸锑钾和/或其水合物、浓硫酸、去离子水的质量比为11-15:0.3-0.4:110-166:140-210。
进一步,所述浓硫酸的浓度为95-98%。
进一步,所述显色水剂A、显色水剂B和显色水剂C均采用不透光的试剂瓶进行包装。
本发明第二方面提供一种总磷快速检测方法所需的标准比色卡的制备方法,包括如下步骤:配制多种不同浓度的标准正磷酸盐水溶液,倒入检测瓶中,加入如第一方面所述的消解粉剂,加入酸酸化,混匀,进行消解;冷却后,加入碱中和,混匀,再依次加入如第一方面所述的显色水剂A、显色水剂B和显色水剂C,混匀,静置一段时间后,对检测瓶中的溶液进行拍照;根据上述步骤,对每种浓度的标准正磷酸盐水溶液分别进行反应和拍照,然后将所述不同浓度的标准正磷酸盐水溶液的反应颜色汇集在一起,打印后得到所述标准比色卡。
标准比色卡上显示的多个不同颜色分别由多个不同浓度的标准磷(来自正磷酸盐)溶液经过在酸性条件下高温氧化(过硫酸钾)消解后,与显色水剂A、显色水剂B、显色水剂C反应产生的。
进一步,所述标准正磷酸盐水溶液的磷(P)浓度分别为0mg/L、0.1mg/L、0.4mg/L、0.8mg/L、1.2mg/L、1.6mg/L。
进一步,所述过硫酸钾的使用量为0.04-0.06g,所述显色水剂A、显色水剂B和显色水剂C的使用量为分别为105-157μL、53-79μL和105-157μL。
进一步,所述标准正磷酸盐水溶液的体积为4-7mL。
进一步,所述制备方法中,消解反应的温度为100-165℃,时间为50-120min。
进一步,所述制备方法中,采用0.1ml 11N硫酸溶液进行酸化,或者采用含有与所述硫酸溶液同等量的[H]+的酸溶液进行酸化
本发明第三方面提供一种总磷快速检测方法所需的标准比色卡,采用如第二方面所述的总磷快速检测方法所需的标准比色卡的制备方法制得。
本发明第四方面提供一种总磷快速检测试剂盒,包括如第一方面所述的消解粉剂、显色水剂A、显色水剂B、显色水剂C,以及如第二方面所述的制备方法制得的标准比色卡或如第三方面所述的标准比色卡。
本发明第五方面提供一种总磷快速检测方法,包括如下步骤:
(1)对原水水样进行稀释或不稀释,得到总磷浓度位于如第二方面所述的制备方法制得的标准比色卡或如第三方面所述的标准比色卡的检测范围的待检测水样;
(2)取一定量所述待检测水样置于检测瓶中,在检测瓶中加入如第一方面所述的消解粉剂,加入酸酸化,混匀,进行消解;冷却后,加入碱中和,混匀,再依次加入如第一方面所述的显色水剂A、显色水剂B和显色水剂C,混匀,静置一段时间后,将所述待检测水样的反应颜色与所述标准比色卡上的颜色进行比对,判定所述待检测水样中的磷浓度,根据稀释比例换算后得到所述原水水样中的磷浓度。
进一步,当所述原水水样为悬浊液时,先将所述原水水样静置10-20min或离心后,再取上清液进行检测。
进一步,当所述原水水样的总磷浓度大于所述标准比色卡的最高检测浓度时,所述原水水样需要进行稀释,最后计算浓度需要乘以稀释倍数,得到待检测水样的浓度;当所述原水水样的总磷浓度位于所述标准比色卡的检测范围内时,所述原水水样不需要进行稀释,所述原水水样即为待检测水样。
进一步,所述总磷快速检测方法的步骤(2)中,所述待检测水样的用量为4-7mL。
进一步,所述总磷快速检测方法的步骤(2)中,消解反应的温度为100-165℃,时间为50-120min。
进一步,所述总磷快速检测方法的步骤(2)中,采用0.1ml 11N硫酸溶液进行酸化,或者采用含有与所述硫酸溶液同等量的[H]+的酸溶液进行酸化
如上所述,本发明的总磷快速检测方法及所需试剂、标准比色卡和试剂盒,具有以下有益效果:
本发明的总磷快速检测方法安全、操作容易,能实现快速检测,实用性强,尤其对缺乏检测设备的检验场所能提供极大的便捷;检测总磷的浓度范围较广、检测时间短。采用上述总磷快速检测方法检测污水中的磷含量,安全、高效、可靠。本发明的总磷快速检测方法适用于市政污水,也适用于景观、湖泊、河道总磷超标的排查。
附图说明
图1显示为本发明总磷快速检测方法所需试剂和标准比色卡的制备流程图;
图2显示为本发明总磷快速检测方法所需的标准比色卡的示意图;
图3显示为本发明总磷快速检测方法的流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
本发明的总磷快速检测方法的工作原理是:在高温酸性环境下,水样中的其他形式磷,被消解粉剂包内过硫酸钾强氧化剂氧化为正磷酸盐;在酸性条件下,水中正磷酸盐与钼酸铵反应,生成黄色的磷钼杂多酸盐,立即被抗坏血酸还原,生成蓝色络合物(磷钼蓝),该蓝色络合物的颜色深浅与正磷酸盐的浓度成正比,进而与水体中总磷含量成正比。
结合图1所示,本发明提供了一种总磷快速检测方法所需试剂和标准比色卡的制备方法,所述试剂包括消解粉剂、显色水剂A、显色水剂B和显色水剂C,具体制备步骤如下:
步骤一、制备消解粉剂包:
按照每一个样品所需的消解粉剂的使用量,分装消解粉剂;所述消解粉剂为过硫酸钾粉末。
具体的,按照每一份需要的量,将消解粉剂称量好,分装入粉剂包装袋中,粉剂包装袋优选为不透光的铝箔包装袋,铝箔包装袋的尺寸为3.5cm×3.5cm;
具体的,所述消解粉剂为分析纯过硫酸钾,每个消解粉剂包中过硫酸钾的质量为0.04-0.06g。
步骤二、制备显色水剂A:
将抗坏血酸溶于去离子水中制得抗坏血酸水溶液,即显色水剂A,抗坏血酸水溶液的浓度为120-180g/L。
显色水剂A制备好后,采用棕色不透光的玻璃瓶(如100ml血清瓶)盛装,由于抗坏血酸不稳定,置放在空气中容易被氧化,不利于长期保存,所以显色水剂A不用时需置于4℃冰箱保存。
步骤三、制备显色水剂B:
将乙二胺四乙酸二钠和/或其水合物溶于去离子水中制得乙二胺四乙酸二钠和/或其水合物的水溶液,即显色水剂B,所述乙二胺四乙酸二钠和/或其水合物的水溶液的浓度为49-73g/L。
显色水剂B制备好后,采用棕色不透光的玻璃瓶(如100ml血清瓶)盛装,并于常温保存。
显色粉剂B中的乙二胺四乙酸二钠和/或其水合物是很强的螯合剂,能与水样中多种常见金属离子(如铁、铜、钙、镁、锌、锰、钴、铝、铅、铬、镉等)络合形成水溶性络合物,能掩盖水质中金属离子的干扰,具有稳定反应过程的作用,以提高总磷检测方法的适用性。
步骤四、制备显色水剂C,步骤如下:
将钼酸铵和/或其水合物溶于去离子水中搅拌均匀得到第一溶液,将酒石酸锑钾和/或其水合物溶于去离子水中搅拌均匀得到第二溶液,在搅拌作用下,一边搅拌一边将第一溶液与第二溶液依次缓慢加入硫酸溶液中混合均匀;其中,加入第一溶液后,需要等待混合溶液冷却到室温,再加入第二溶液,混匀,冷却到室温;所述硫酸溶液为浓硫酸与去离子水的混合溶液。
具体的,所述显色水剂C中,钼酸铵和/或其水合物、酒石酸锑钾和/或其水合物、浓硫酸、去离子水的质量比为11-15:0.3-0.4:110-166:140-210。
具体的,所述浓硫酸的浓度为95%-98%。
具体的,所述钼酸铵和/或其水合物、酒石酸锑钾和/或其水合物均为分析纯试剂。
显色水剂C制备好后,采用棕色不透光的玻璃瓶(如50、100、250ml血清瓶)盛装,并于常温保存
步骤五、制作标准比色卡,具体步骤如下:
配置多种不同浓度的标准正磷酸盐水溶液;取其中一种浓度的标准正磷酸盐水溶液于消解管(检测瓶)中,在所述消解管(检测瓶)中加入所述消解粉剂,加酸酸化,摇匀;盖上盖子(80%紧度),放入COD快速消解仪或智能消解仪(16-25孔)中,在100-165℃消解50-120min;冷却后,加入碱中和,混匀;依次加入所述显色水剂A、显色水剂B和显色水剂C,摇匀;静置一段时间后,对所述消解瓶中的多个溶液进行反应和拍照;根据上述步骤,对每种浓度的标准正磷酸盐水溶液分别进行反应和拍照,然后将所述多种不同浓度的标准正磷酸盐水溶液的反应颜色汇集在一起,打印后得到标准比色卡;其中,在所述消解管(检测瓶)中消解粉剂的量按照EPA 4500-P(PHOSPHORUS)的标准加入(该标准用量为每50ml水样需要0.5g消解粉剂),所述显色水剂A、B、C的量能够满足最高浓度的标准总磷溶液的反应需求。
具体的,所述步骤五中,配制多种不同浓度的标准磷溶液的方法为:配制正磷酸盐浓缩液,经过逐级稀释后,得到一系列不同浓度的标准正磷酸盐水溶液。
具体的,所述步骤五中,可以采用photoshop软件将所述多种不同浓度的标准正磷酸盐水溶液的反应颜色汇集在一起,打印并过塑后,得到标准比色卡。
进一步地,所述步骤五中,制作标准比色卡的步骤包括:
(1)称取在110℃下烘干2h的优级纯磷酸二氢钾(KH2PO4)配制成磷浓度为50mg/L的正磷酸盐浓缩液,逐级稀释成磷浓度为0mg/L、0.1mg/L、0.4mg/L、0.8mg/L、1.2mg/L、1.6mg/L的5种标准正磷酸盐水溶液;同时取去离子水作为磷浓度为0mg/L的标准溶液;
(2)取4-7ml标准正磷酸盐水溶液于消解管(检测瓶)中,用剪刀剪开一袋消解粉剂,加入酸酸化,盖上盖子(80%紧度),放入COD快速消解仪或智能消解仪(16-25孔)中,在100-165℃消解50-120min;冷却后,加入碱中和;混匀,再加入105-157μl显色水剂A,加入53-79μl显色水剂B,最后加入105-157μl显色水剂C;常温下静置2min后,对所述消解瓶中的溶液进行拍照,对每种浓度的标准正磷酸盐水溶液分别进行反应与拍照、取色,用photoshop合成,打印过塑后得到标准比色卡。
具体的,所述消解管(检测瓶)中设有刻度线。
具体的,所述酸酸化消解液使用的硫酸为11N硫酸溶液,加入体积为0.1ml;所述碱中和使用的碱为1N氢氧化钠,加入量为1.55ml。
具体的,所述显色水剂A、B和C,利用移液器添加,依次加入后,混匀,显色。
标准比色卡上显示的多个不同颜色分别由多个不同浓度的标准磷(来自正磷酸盐)溶液经过酸性条件下高温氧化(过硫酸钾)消解后,与显色水剂A、显色水剂B、显色水剂C反应产生的。如图2所示,所述多个不同颜色为多种不同深度的蓝色。
结合图3所示,基于上述总磷快速检测方法所需的试剂及标准比色卡,本发明还提供一种总磷快速检测方法,包括如下步骤:
1、准备上述总磷快速检测所需的试剂与标准比色卡,及原水水样;
对所述原水水样进行稀释或者不稀释,得到总磷浓度位于所述标准比色卡的检测范围的待检测水样。
2、取一定量所述待检测水样置于所述消解管(检测瓶)中,在所述消解管(检测瓶)中加入所述消解粉剂,加入水样到刻度线,并加酸(0.1ml 11N硫酸溶液)酸化消解液,盖上盖子(80%紧度)。放入COD快速消解仪或智能消解仪(16-25孔)中,在100-165℃消解50-120min。溶液冷却后,加入碱(1.55ml 1N氢氧化钠)中和;摇匀后,依次用移液器加入显色水剂A、B和C,加入的体积分别为显色水剂A:105-157μl;显色水剂B:53-79μl;显色水剂C:105-157μl;混匀后,静置一段时间,将所述待检测水样的反应颜色与所述标准比色卡上的颜色进行比对,判定所述待检测水样中的总磷的浓度,根据稀释比例换算后得到所述原水水样中的总磷的浓度;
具体的,所述消解管(检测瓶)中消解粉剂的量按照EPA 4500-P(PHOSPHORUS)的标准加入,所述显色水剂A、B和C的量能够满足标准比色卡所能检测的最高总磷浓度的反应需求。
具体的,所述步骤1中,当所述原水水样为悬浊液时,需要先将所述原水水样静置10-20min或者离心,再取上清液进行检测。
具体的,所述步骤1中,当所述原水水样中的总磷浓度大于所述标准比色卡的最高检测浓度时,需要对所述原水水样进行稀释,所述原水水样的浓度为稀释之后待检测水样的浓度乘以稀释倍数;当所述原水水样中的总磷浓度位于所述标准比色卡的检测范围中时,不需要对所述原水水样进行稀释,所述原水水样的浓度即为待检测水样的浓度。
具体的,所述步骤(2)中,所述待检测水样的用量为4-7mL。
具体的,所述步骤(2)中,采用0.1ml 11N硫酸溶液进行酸化,或者采用含有与所述硫酸溶液同等量的[H]+的酸溶液进行酸化
采用如上所述的总磷快速检测方法、所需试剂和标准比色卡进行实际水样的总磷检测。
实施例1
重庆市永川区15号养鱼厂废水总磷的监测—0.8mg/L总P。
1、总磷快速检测所需试剂和标准比色卡的制备方法步骤如下:
(1)消解粉剂的制备:
称量2-3g过硫酸钾干粉,以0.05g为一份分装到消解粉剂包,每一包一份。
(2)显色水剂A的制备:
称取15g分析纯的抗坏血酸,加纯净水或去离子水定容到100ml,转移到棕色不透光的100ml血清瓶中,拧紧瓶盖,置于4℃冰箱保存。
(3)显色水剂B的制备:
称取6.09g分析纯的乙二胺四乙酸二钠水合物,加纯净水或去离子水定容到100ml,转移到棕色不透光的100ml血清瓶中,拧紧瓶盖,常温保存。
(4)显色水剂C的制备:
称取14.2g四水合钼酸铵溶解于50ml去离子水中,获得第一溶液;称取0.368g酒石酸锑钾水合物溶解于50ml去离子水中,获得第二溶液。待硫酸或者硫酸混合溶液冷却后,在不断搅拌作用下,将第一溶液与第二溶液依次缓慢加入150ml(1+1)硫酸溶液(浓硫酸与去离子水的质量比为1.84:1)中并且混合均匀。用棕色不透光的250ml血清瓶盛装混合液,避光、阴凉处保存。
(5)标准比色卡的制备:
称取在110℃下烘干2h的优级纯磷酸二氢钾(KH2PO4)配制成磷浓度为50mg/L的浓缩液,逐级稀释成磷浓度为0.1-1.6mg/L的5种标准磷溶液;同时取去离子水作为磷浓度为0mg/L的标准溶液;
取5ml不同浓度的标准磷溶液倒入消解管(检测瓶)中,加入一包消解粉剂,并加入0.1ml 11N硫酸溶液酸化消解液;利用COD快速消解仪,在100℃消解60min,冷却后,加入1.55ml 1N氢氧化钠溶液中和消解液;混匀后,用移液器加入131μl显色水剂A,66μl显色水剂B和131μl显色水剂C,混匀;静置2min后,对所述消解管(检测瓶)中的溶液进行拍照,将所述多种不同浓度的标准磷溶液的反应颜色汇集在一起,制成0mg/L、0.1mg/L、0.4mg/L、0.8mg/L、1.2mg/L、1.6mg/L总磷浓度的色谱柱,印刷过塑做成总磷标准比色卡。
2、实际水样检测:
取混合均匀水样5ml,加入到消解瓶(检测瓶),加入一包消解粉剂,并加入0.1ml11N硫酸溶液酸化消解液,盖上瓶盖(80%紧度),利用COD快速消解仪,在100℃消解60min;待溶液冷却后,加入1.55ml 1N氢氧化钠溶液中和消解液;混匀后,用移液器加入131μl显色水剂A,66μl显色水剂B和131μl显色水剂C;摇匀,静置2min。获得的蓝色液体色度介于标准比色卡上的0.4mg/L与0.8mg/L之间。因此这个河道废水的浓度范围为0.4-0.8mg/L P,与标准结果相一致。
实施例2
重庆市永川区2号养鱼厂废水总磷的监测—2.0mg/L总P。
1、总磷快速检测所需试剂和标准比色卡的制备方法步骤如下:
(1)消解粉剂的制备:
称量3-4g过硫酸钾干粉,以0.053g为一袋分装到铝箔包装袋中,所述铝箔包装袋的尺寸为3.5×3.5cm。
(2)显色水剂A的制备:
称取15g分析纯的抗坏血酸,加纯净水或去离子水定容到100ml,转移到棕色不透光的100ml血清瓶中,拧紧瓶盖,置于4°冰箱保存。
(3)显色水剂B的制备:
称取12g分析纯的乙二胺四乙酸二钠水合物,加纯净水或去离子水定容到200ml,转移到棕色不透光的100ml血清瓶中,拧紧瓶盖,常温保存。
(4)显色水剂C的制备:
称取2.7g四水合钼酸铵溶解于10ml去离子水中,获得第一溶液;称取0.068g酒石酸锑钾水合物溶解于10ml去离子水中,获得第二溶液。在不断搅拌下,待硫酸溶液或者硫酸混合溶液冷却后,将第一溶液与第二溶液依次缓慢加入30ml(1+1)硫酸溶液(浓硫酸与去离子水的质量比为1.84:1)中并且混合均匀。盛装到1个100ml的棕色血清瓶内,避光、阴凉处保存。
(5)标准比色卡的制备:
称取在110℃下烘干2h的优级纯磷酸二氢钾(KH2PO4)配制成磷浓度为20mg/L的浓缩液,逐级稀释成磷浓度为0.1-1.6mg/L的5种标准磷溶液;以不加磷溶液的去离子水来配制0mg/L标准。
取5ml不同浓度的标准磷溶液倒入消解管(检测瓶)中,用剪刀剪开一小袋消解粉剂,加入消解管(检测瓶),并加入0.1ml 11N硫酸溶液酸化消解液;利用COD快速消解仪,在100℃消解60min,冷却后,加入1.55ml 1N氢氧化钠中和,混匀;然后用移液器向消解管(检测瓶)中依次加入131μl显色水剂A,66μl显色水剂B和131μl显色水剂C,混匀;静置2min后,对所述消解管(检测瓶)中的溶液进行拍照,将所述多种不同浓度的标准磷溶液的反应颜色汇集在一起,制成0mg/L、0.1mg/L、0.4mg/L、0.8mg/L、1.2mg/L、1.6mg/L总磷浓度的色谱柱,印刷过塑做成总磷标准比色卡。
2、实际水样检测:
取2.5ml水样加入消解管(检测瓶),用去离子水补水到5ml的刻度线,即水样被稀释2倍。用剪刀剪开一袋消解粉剂,倒入消解管(检测瓶),加入0.1ml 11N硫酸溶液酸化消解液,在100℃消解60min;冷却后,加入1.55ml 1N氢氧化钠中和消解液,摇匀;用移液器加入131μl显色水剂A,66μl显色水剂B和131μl显色水剂C;摇匀,静置2min,与总磷标准比色卡比色,获知其浓度介于0.8mg/L与1.2mg/L之间,再乘以稀释倍数2,所以该水样原始总磷浓度为1.6-2.4mg/L,与标准结果相一致。
实施例3
重庆市渝北区肖家河污水处理厂某处理单元总磷检测—2.9mg/L PO4 3--P。
1、总磷快速检测所需试剂和标准比色卡的制备方法步骤如下:
(1)消解粉剂的制备:
称量3-4g过硫酸钾干粉,以0.048g为一袋分装到铝箔包装袋中,所述铝箔包装袋的尺寸为3.5×3.5cm。
(2)显色水剂A的制备:
称取30g分析纯的抗坏血酸,加纯净水或去离子水定容到200ml,转移到棕色不透光的100ml血清瓶中,拧紧瓶盖,置于4℃冰箱保存。
(3)显色水剂B的制备:
称取15.2g分析纯的乙二胺四乙酸二钠水合物,加纯净水或去离子水定容到250ml,转移到棕色不透光的100ml血清瓶中,拧紧瓶盖,避光置于阴凉处常温保存。
(4)显色水剂C的制备:
称取2.7g四水合钼酸铵、0.07g酒石酸锑钾水合物分别溶解于10ml去离子水中,得到四水合钼酸铵、酒石酸锑钾溶液。配制硫酸或者硫酸混合溶液,待其冷却后,在不断搅拌下,依次将四水合钼酸铵、酒石酸锑钾溶液徐徐加入30ml(1+1)硫酸溶液(浓硫酸与去离子水的质量比为1.84:1)中,混合均匀。用50ml的棕色玻璃瓶盛装,拧紧瓶盖,避光、阴凉处保存。
(5)标准比色卡的制作:
称取在110℃下烘干2h的优级纯磷酸二氢钾(KH2PO4)配制成磷浓度为20mg/L的浓缩液,逐级稀释成磷浓度为0.1-1.6mg/L的5种标准磷溶液;以不加磷溶液的去离子水来配制0mg/L标准。
取5ml不同浓度的标准磷溶液倒入消解管(检测瓶)中,用剪刀剪开一小袋消解粉剂,加入消解管(检测瓶)中,并加入0.1ml 11N硫酸溶液酸化消解液;利用COD快速消解仪,在100℃消解60min,冷却后,加入1.55ml 1N氢氧化钠中和;混匀后,用移液器加入131μl显色水剂A,66μl显色水剂B和131μl显色水剂C;混匀,静置2min后,对所述消解管(检测瓶)中的溶液进行拍照,将所述多种不同浓度的标准磷溶液的反应颜色汇集在一起,制成0mg/L、0.1mg/L、0.4mg/L、0.8mg/L、1.2mg/L、1.6mg/L总磷浓度的色谱柱,印刷过塑做成总磷标准比色卡。
2、实际水样检测:
水样采自重庆市渝北区肖家河污水处理厂某一处理单元的水样,水样经过预处理后,倒入一个大瓶内,取混合均匀的水样进行测定。取2.5ml水样到消解管(检测瓶),用纯净水补充到5ml。用剪刀剪开一袋消解粉剂,倒入消解管(检测瓶),再加入0.1ml 11N硫酸溶液,盖上盖子(80%紧度),利用COD快速消解仪,在100℃消解60min;待溶液冷却后,加入1.55ml 1N氢氧化钠溶液中和;混匀,用移液器加入131μl显色水剂A,66μl显色水剂B和131μl显色水剂C;混匀,静置2min后,获得蓝色液体,与标准比色卡比色,获知其浓度为1.2-1.6mg/L,再乘以稀释倍数2,获得水样总体浓度为2.4-3.2mg/L,与水样实际浓度匹配。
本发明实施例1-3的水样,精确测定方法仿照EPA 4500-P(PHOSPHORUS)E(抗坏血酸法),并经过小修改。其中消解方法参照TNT plusTM 845((Phosphorus,Reactive(Orthophosphate)and Total))。
综上所述,本发明的总磷快速检测方法具有以下优点:
1、本发明的预先将消解粉剂按每份的质量称量好,再装入小袋封好,用的时候,再撕开小袋,倒入消解瓶内,从而节省了时间,适用于现场快速检测,或者专业实验室之外没有配备电子天平的环境。
2、本发明的总磷快速检测方法中,显色水剂B为乙二胺四乙酸二钠和/或其水合物的水溶液,所述乙二胺四乙酸二钠和/或其水合物是一种强螯合剂,能够作为磷钼蓝反应的稳定剂,使反应稳定。
3、本发明的总磷快速检测方法能够检测总磷浓度范围比较广的原水水样。在原水水样不稀释的情况下,本发明的总磷快速检测方法能够对总磷浓度范围为0-1.6mg/L的原水水样进行检测。本方法加入了消解步骤,利用移液器加入显色试剂更精准,反应更稳定,所以本方法的标准比色卡范围比专利201810954939.X的标准比色卡范围(0-5mg/L)窄一点。
4、本发明的总磷快速检测方法,安全、技术要求低。国标GB11893-89消解过程中,需要采用高压锅或压力锅对样品进行消解。在高温高压环境下操作,需要比较专业的技术人员。而本总磷检测方法,采用COD快速消解仪或者智能化消解仪,操作简便、安全,不需要对操作人员特意的培训。
5、本发明的总磷快速检测方法采用添加消解粉剂,在酸性条件下高温消解,能实现将水体中所有形式的磷(有机磷、次磷或者聚磷)转化成磷酸盐,再行测定;而专利201810954939.X的方法主要是专门用来测定水体中的磷酸盐(PO4 3-)。本方法是针对总磷的测定,相比专利201810954939.X的方法应用范围更广泛。专利201810954939.X的显色试剂的制作比较粗放,且需要加入氯化钠增加粉剂的重量,以便于称量,加入显色水剂时采用挤压眼药滴瓶的方法,虽然粉剂过量一点不会对测定结果产生太大的影响,但也使该专利方法适于对精确度要求不太高的比色,不适合实验室的精准比色;而本方法更准确,更完善,适用于实验室的精准比色。
6、本发明的总磷快速检测方法操作简便,消解管同时也是检测瓶。从而避免了液体消解之后,从消解管转移到检测瓶过程中造成的误差;另外摒弃了转移过程,从而提高了操作效率;再者,不需另设检测瓶,也节省了成本。
7、本发明的总磷快速检测方法能广泛应用于一般水体,如养殖、污水处理厂水体等污水总磷的快速诊断和半定量测定。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种总磷快速检测方法所需的试剂,其特征在于,包括消解粉剂、显色水剂A、显色水剂B和显色水剂C,所述消解粉剂为过硫酸钾,所述显色水剂A为抗坏血酸水溶液,所述显色水剂B为乙二胺四乙酸二钠和/或其水合物的水溶液,所述显色水剂C包括钼酸铵和/或其水合物、酒石酸锑钾和/或其水合物、浓硫酸、去离子水。
2.根据权利要求1所述的试剂,其特征在于:所述消解粉剂过硫酸钾的使用量为0.04-0.06g;
和/或,所述抗坏血酸水溶液的浓度为120-180g/L;
和/或,所述乙二胺四乙酸二钠和/或其水合物的水溶液的浓度为49-73g/L。
3.根据权利要求1所述的试剂,其特征在于:所述显色水剂C的制备方法包括如下步骤:
将钼酸铵和/或其水合物溶于去离子水中搅拌均匀得到第一溶液,将酒石酸锑钾和/或其水合物溶于去离子水中搅拌均匀得到第二溶液,一边搅拌一边将第一溶液与第二溶液依次缓慢加入硫酸溶液中混合均匀;其中,加入第一溶液后,需要等待混合溶液冷却到室温,再加入第二溶液,混匀,冷却到室温;所述硫酸溶液为浓硫酸与去离子水的混合溶液。
4.根据权利要求3所述的试剂,其特征在于:所述显色水剂C中,钼酸铵和/或其水合物、酒石酸锑钾和/或其水合物、浓硫酸、去离子水的质量比为11-15:0.3-0.4:110-166:140-210;和/或,所述浓硫酸的浓度为95-98%。
5.一种总磷快速检测方法所需的标准比色卡的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:配制不同浓度的标准正磷酸盐水溶液,倒入检测瓶中,加入如权利要求1-2任一项所述的消解粉剂,加入酸酸化,混匀,进行消解;冷却后,加入碱中和,混匀,再依次加入如权利要求1-4任一项所述的显色水剂A、显色水剂B和显色水剂C,混匀,静置一段时间后,对检测瓶中的溶液进行拍照;根据上述步骤,对每种浓度的标准正磷酸盐水溶液分别进行反应和拍照,然后将所述不同浓度的标准正磷酸盐水溶液的反应颜色汇集在一起,打印后得到所述标准比色卡。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述标准正磷酸盐水溶液的浓度分别为0mg/L、0.1mg/L、0.4mg/L、0.8mg/L、1.2mg/L、1.6mg/L;
和/或,所述过硫酸钾的使用量为0.04-0.06g,所述显色水剂A、显色水剂B和显色水剂C的使用量为分别为105-157μL、53-79μL和105-157μL;
和/或,所述标准正磷酸盐水溶液的体积为4-7mL;
和/或,所述制备方法中,消解反应的温度为100-165℃,时间为50-120min;
和/或,所述制备方法中,采用0.1ml 11 N硫酸溶液进行酸化,或者采用含有与所述硫酸溶液同等量的[H]+的酸溶液进行酸化。
7.一种总磷快速检测方法所需的标准比色卡,其特征在于:采用如权利要求5-6任一项所述的总磷快速检测方法所需的标准比色卡的制备方法制得。
8.一种总磷快速检测试剂盒,其特征在于:包括如权利要求1-4任一项所述的消解粉剂、显色水剂A、显色水剂B、显色水剂C,以及如权利要求5-6任一项所述的制备方法制得的标准比色卡或如权利要求7所述的标准比色卡。
9.一种总磷快速检测方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)对原水水样进行稀释或不稀释,得到总磷浓度位于如权利要求5-6任一项所述的制备方法制得的标准比色卡或如权利要求7所述的标准比色卡的检测范围的待检测水样;
(2)取一定量所述待检测水样置于检测瓶中,在检测瓶中加入如权利要求1-2任一项所述的消解粉剂,加入酸酸化,混匀,进行消解;冷却后,加入碱中和,混匀,再依次加入如权利要求1-4任一项所述的显色水剂A、显色水剂B和显色水剂C,混匀,静置一段时间后,将所述待检测水样的反应颜色与所述标准比色卡上的颜色进行比对,判定所述待检测水样中的磷浓度,根据稀释比例换算后得到所述原水水样中的磷浓度。
10.根据权利要求9所述的总磷快速检测方法,其特征在于:当所述原水水样为悬浊液时,先将所述原水水样静置10-20min或离心后,再取上清液进行检测;
当所述原水水样的总磷浓度大于所述标准比色卡的最高检测浓度时,所述原水水样需要进行稀释,最后计算浓度需要乘以稀释倍数,得到待检测水样的浓度;当所述原水水样的总磷浓度位于所述标准比色卡的检测范围内时,所述原水水样不需要进行稀释,所述原水水样即为待检测水样;
和/或,所述步骤(2)中,所述待检测水样的用量为4-7mL;
和/或,所述步骤(2)中,消解反应的温度为100-165℃,时间为50-120min;
和/或,所述步骤(2)中,采用0.1ml 11 N硫酸溶液进行酸化,或者采用含有与所述硫酸溶液同等量的[H]+的酸溶液进行酸化。
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