CN115575390B - 一种用于监测水质的组合试剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于监测水质的组合试剂，由COD检测组件、氨氮检测组件、正磷酸盐检测组件及硝酸盐/亚硝酸盐检测组件组成；各组检测组件均由试剂盖、比色皿和/或试剂瓶组成；试剂盖均由容器盖和密封盖组成，容器盖可封闭比色皿样品腔的腔口，容器盖具有用于容纳试剂的试剂槽，通过对试剂进行选择和处理，延长保存期限，减少了试剂的携带量、液体试剂的使用和仪器的数量，本发明还公开了使用方法，除抽吸步骤外，其余均是按顺序更换容器盖，振荡比色皿、放入检测仪即可，非专业人员也可独立操作，尤其适合户外作业，5分钟内即可出结果，具有实时性，结合手持检测仪，可初步筛选水样，减少送至实验室的水样量，有效提升水质监测工作效率。

Description

一种用于监测水质的组合试剂及其使用方法

技术领域

本发明属于水质监测技术领域，具体涉及一种用于监测水质的组合试剂及其使用方法。

背景技术

水质监测，是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程，一般有三种模式：

一、工作人员到现场取水，再带回实验室进行水质检测，实验室的测定数据准确，但操作复杂，耗时较长，不具有实时性，而且需要监测水质的地点极多，若每个水样都送到实验室检测，工作量巨大，造成水质监测工作的效率较低；

二、工作人员携带必要的实验试剂、仪器等，现场取水检测，具有实时性，但是每项水质指标使用的试剂和仪器大多时候是不同的，试剂的使用也存在先后顺序，即使尽量预先配制部分试剂，还是导致工作人员需要携带较多的实验容器、实验试剂和实验仪器（如移液枪、若干移液枪枪头、镉还原柱、量筒、220V电压台式分光光度计等），而户外明显不方便开展过于精细的实验操作；

三、工作人员携带水质检测试纸进行初步筛查，远高于标准线或远低于标准线的水样都无需送至实验室检测，以此减少实验室的工作量和提高水质监测的工作效率，水质检测试纸虽然操作难度不大且较为轻便，但是仅靠人眼识别颜色的深浅以判断检测结果，数据的失真且准确性极低，导致只有少部分水样被剔除，送至实验室的水样量依旧是巨大的。

为了更方便开展水质监测工作，本领域还出现了一些用于监测水质的便携箱，整合了部分试剂和仪器，技术方案大多着力于对实验试剂和仪器的保护、收纳，但工作人员到达取样现场后还是存在试剂或水样的多次转移、试剂的辨认及量取等较为繁复的实验步骤，而户外的实验条件有限，不方便开展过于精细的实验操作，特别是液体的量取、转移、实验仪器保持清洁等，而且实验仪器大多是玻璃制品，在户外的实验条件下容易倾倒造成内容物外泄或者被打碎；另一方面，预配制的液体试剂保存期限较短，相同反应量的试剂，其配制的液体形态比固体形态重，且在户外容易发生倾洒。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种用于监测水质的组合试剂及其使用方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于监测水质的组合试剂，由COD检测组件、氨氮检测组件、正磷酸盐检测组件及硝酸盐/亚硝酸盐检测组件组成。

所述COD检测组件由COD第一试剂盖、COD第二试剂盖和一个比色皿组成。

所述COD第一试剂盖装载有固体或液体形态的高锰酸钾；

为了进一步减少液体试剂的携带，高锰酸钾优选固体形态，考虑到每一个容器盖装载的反应量极少，难以以高锰酸钾的粉末形态直接称量，因此，优选地，所述高锰酸钾为冻干固体，具体的制备操作为：先配制浓度为0.2g/L的高锰酸钾溶液，然后取0.5ml高锰酸钾溶液装入所述容器盖进行冻干，冻干至无法流动的状态即可，实现对微量高锰酸钾的装载，密封盖密封，制成所述COD第一试剂盖。

所述COD第二试剂盖装载有氢氧化锂固体；

现有的COD检测采用的是高锰酸钾溶液和氢氧化钠溶液，相同反应量的试剂其液体形态相对于固体形态较重，与本发明的设计思路相悖，若换成氢氧化钠固体，则容易受潮，保存期限短，因此，本发明的COD检测采用氢氧化锂固体，既不影响COD检测的准确度，还能够以稳定的固体形式保存，具有较长保存期限且重量相较于氢氧化钠液体试剂轻。

优选地，取0.0100g±0.0050g氢氧化锂粉末装入所述容器盖，密封盖密封，制成所述COD第二试剂盖。

更优选地，所述COD第二试剂盖装载有0.0100g±0.0050g氢氧化锂粉末、0.0050g±0.0010g无水硫酸钠粉末和0.0050g±0.0010g氯化钠粉末，所述无水硫酸钠具有防潮作用，所述氯化钠可抗菌保鲜，进一步延长本发明试剂的保存期限。

所述氨氮检测组件由氨氮第一试剂盖、氨氮第二试剂盖和一个比色皿组成。

所述氨氮第一试剂盖装载有酒石酸钾钠固体和六偏磷酸钠固体，所述氨氮第二试剂盖装载有纳氏试剂；

由于水样中的钙、镁等金属离子一般含量较高，对氨氮检测的准确度存在不良影响，常规的氨氮检测均会加入作为掩蔽剂的酒石酸钾钠，但是酒石酸钾钠对镁离子的遮蔽效果较好，对钙离子的掩蔽效果不佳，因此，本发明增设六偏磷酸钠作为钙离子的掩蔽剂，两者协同以实现对钙、镁离子较佳的掩蔽效果，提高检测的准确度。

优选地，在所述容器盖中装入0.0170g±0.0017g的酒石酸钾钠粉末和0.0170g±0.0017g的六偏磷酸粉末，密封盖密封，制成所述氨氮第一试剂盖；

所述纳氏试剂为冻干固体，制备操作为：在所述容器盖中装入100μl纳氏试剂，然后进行冻干，冻干至无法流动的状态即可，密封盖密封，制成所述氨氮第二试剂盖。

所述正磷酸盐检测组件由正磷酸盐第一试剂盖、正磷酸盐第二试剂盖和一个比色皿组成。

所述正磷酸盐第一试剂盖装载有配制钼酸铵；

优选地，所述配制钼酸铵为冻干固体，制备操作为：配制100ml的四水钼酸铵溶液（浓度0.13g/mL）和100ml的酒石酸锑钾溶液（浓度0.0035g/mL），硫酸和水体积比1:1混合配制300ml硫酸溶液，将所述四水钼酸铵溶液加入硫酸溶液中，再加入酒石酸锑钾溶液混合均匀，最后稀释10倍制成配制钼酸铵溶液；

在所述容器盖中装入0.7ml所述配制钼酸铵溶液进行冻干，冻干至无法流动的状态即可，密封盖密封，制成所述正磷酸盐第一试剂盖。

所述正磷酸盐第二试剂盖装载有抗坏血酸固体，具体地，在所述容器盖中装入0.0100g±0.0050g抗坏血酸粉末，密封盖密封，制成所述正磷酸盐第二试剂盖。

所述硝酸盐/亚硝酸盐检测组件由硝酸盐/亚硝酸盐第一试剂瓶、硝酸盐/亚硝酸盐第二试剂盖和一个比色皿组成。

所述硝酸盐/亚硝酸盐第一试剂瓶装载有镉粉，优选地，所述硝酸盐/亚硝酸盐第一试剂瓶装载有0.2g±0.05g镉粉，所述硝酸盐/亚硝酸盐第一试剂瓶设有用于提示加入水样量的刻度线；

国标中用镉还原柱将硝酸盐氮还原成亚硝酸盐再进行测定，但镉还原柱为长条状且弯曲的玻璃制品，不易携带，实验操作麻烦，还需要监控还原效率避免镉粉失效，明显不合适户外水样检测，因此，本发明对该形式进行简化，本发明设计了所述硝酸盐/亚硝酸盐第一试剂瓶封装少量镉粉（粒径0.3mm-0.8mm），体积小巧，方便携带，只需在瓶内通过胶头滴管反复抽吸水样即可，抽吸过程中水样与镉粉充分反应，水样中的硝酸盐转化为亚硝酸盐，抽吸20次，约20秒就可以实现80%以上的还原效率，该试剂瓶为一次性制品，无需考虑还原效率下降问题，快速高效，尤其适合户外作业。

所述硝酸盐/亚硝酸盐第二试剂盖装载有氨基磺酸、磺胺、柠檬酸和盐酸萘乙二胺的混合物；优选地，在所述容器盖装载4.16g±0.42g氨基磺酸、2.00g±0.20g磺胺、2.00g±0.20g氯化钠、2.00g±0.20g柠檬酸和0.10g±0.01g盐酸萘乙二胺，研磨混合后称取0.03±0.01g，制成所述硝酸盐/亚硝酸盐第二试剂盖；

国标试剂为盐酸萘乙二胺、磷酸（液体试剂）和磺胺，本发明采用氨基磺酸替代磷酸，缩短了显色时长，同时，本发明的硝酸盐/亚硝酸盐检测的试剂盖装载的试剂均为固体试剂，保存时间长。

所述硝酸盐/亚硝酸盐检测组件的比色皿预装有缓冲液；

优选地，所述硝酸盐/亚硝酸盐检测组件中的比色皿预封装有1.8ml氯化铵缓冲液，具体配制操作为：100g氯化铵溶于800ml水，氨水调节pH8.7~8.8，定容1L该溶液为100g/L，稀释至10g/L进行使用。

国标以氯化铵溶液作为反应体系显色时间需要60-90min，本发明的氯化铵既作为缓冲液，也作为反应体系，协同氨基磺酸使本发明的显色时间≤5min，检测范围可以从0-20mg/L。

所有所述试剂盖规格相同，所有所述比色皿的规格相同，方便统一批量生产。

所述比色皿具有开放式的样品腔，用于放置水样或缓冲液。

所述试剂盖均由一个容器盖和一个扣合容器盖的密封盖组成，所述容器盖可封闭所述样品腔的腔口，使试剂不外泄，所述容器盖具有用于容纳试剂的试剂槽，用于预储试剂，所述试剂槽的槽口被所述密封盖覆盖；

使用时，工作人员手动使所述密封盖脱离所述试剂槽，所述试剂槽的槽口朝向所述样品腔内部使所述容器盖扣合于所述比色皿。

优选地，所述COD检测组件、氨氮检测组件、正磷酸盐检测组件及硝酸盐/亚硝酸盐检测组件的试剂盖以颜色区分，所述试剂盖的顶部设有序号以提示使用的先后顺序。

优选地，所述试剂槽的外侧壁卡于所述样品腔的内侧，使所述容器盖固定于所述比色皿；

所述试剂槽与自身槽口相对的一端向远离槽口方向凸出，形成供用户手指抓拿的手持部；

所述试剂槽和手持部之间设有向外周凸出形成的卡位部，所述卡位部被所述样品腔的腔口限制，所述卡位部无法进入所述样品腔。

优选地，所述卡位部与样品腔腔口接触的一侧设为内侧；

所述密封盖具有完全包裹所述试剂槽的开口壳体，所述开口壳体的开口端往外凸出延伸形成覆盖部，所述覆盖部朝向所述卡位部的一侧紧贴且完全覆盖所述卡位部的内侧，保持伸入比色皿内部的所述试剂槽外周的洁净，避免对检测结果造成影响。

由于试剂盖的体积较小，所述覆盖部的外周设有至少两个超过所述卡位部外周的外凸，作为着力部，所有所述着力部以所述密封盖的轴线圆周均匀分布，所述着力部方便工作人员施力拔出所述密封盖。

优选地，所述样品腔具有上腔和下腔，所述上腔为上宽下窄结构，形成上宽口和下窄口，所述下腔为上下宽度一致的方形腔，所述下窄口与方形腔相接，所述试剂槽卡于所述上宽口的内侧，较宽的上腔空间方便试剂槽内的试剂和比色皿的内容物充分接触反应。

上述组合试剂的使用方法，包括以下步骤：

S1. 测定COD，向所述比色皿加入适量的水样，先扣合所述COD第一试剂盖，倒置比色皿，摇匀，拔出所述COD第一试剂盖，再扣合装所述COD第二试剂盖，倒置比色皿，摇匀，放入检测仪；

S2. 测定氨氮，向所述比色皿加入适量的水样，先扣合所述氨氮第一试剂盖，倒置比色皿，摇匀，拔出所述氨氮第一试剂盖，再扣合所述氨氮第二试剂盖，倒置比色皿，摇匀，放入检测仪；

S3. 向所述比色皿中加入适量的水样，先扣合所述正磷酸盐第一试剂盖，倒置比色皿，摇匀，拔出所述正磷酸盐第一试剂盖，再扣合所述正磷酸盐第二试剂盖，倒置比色皿，摇匀，放入检测仪；

S4. 向硝酸盐/亚硝酸盐第一试剂瓶加入水样直至所述刻度线，然后在瓶内反复抽吸水样，使其与镉粉充分反应，再使用微量移液管（如带刻度的200μl微量胶头滴管）取适量的瓶内水样至已装有缓冲液的比色皿中，扣合所述硝酸盐/亚硝酸盐第二试剂盖，倒置比色皿，摇匀，放入检测仪。

所述检测仪可采用市售的常规水质检测仪，优选地，所述检测仪设有四组检测单元，分别对应COD检测、氨氮检测、正磷酸检测和硝酸盐/亚硝酸盐检测，每组检测单元设有一个比色皿槽，所述S1至S4反应后得到的四个比色皿分别放入对应的比色皿槽，可同时进行检测。

首先，本发明通过对试剂的组分进行选择和处理，同时设计了封装预储组件，使所有试剂均可实现预储，同时延长了试剂的保存期限，大幅度减少了试剂的携带量、液体试剂的使用和实验仪器的数量，基本上只需携带一个取水样和进行抽吸操作的胶头滴管、一个移液管（用于硝酸盐、亚硝酸盐的定量取样）、若干组本发明的组合试剂和对应的检测仪；另外，本发明的试剂盖和比色皿规格统一，方便批量生产。

其次，工作人员到达取样现场后，本发明的使用方法除硝酸盐、亚硝酸盐检测的抽吸步骤外，其余均是按顺序更换容器盖，振荡比色皿、放入检测仪即可，大幅度简化了水质检测的实验步骤，无需试剂或水样的多次转移、试剂的辨认及量取等较为繁复的实验步骤，最大化避免试剂外泄的发生，非专业人员也可独立操作，尤其适合户外作业。

最后，本发明实现轻便携带、操作简单的情况下，本发明5分钟内即可出结果，具有实时性，结合手持检测仪，检测结果数据比水质检测试纸更详细准确，可以剔除更多高于/低于标准线的水样，大幅度减少送至实验室的水样量，有效提升水质监测工作效率。

附图说明

图1为本发明的COD检测组件的结构示意图（氨氮检测组件和正磷酸盐检测组件结构与其结构相同，不重复展示）；

图2为本发明的硝酸盐/亚硝酸盐检测组件的结构示意图；

图3为本发明的试剂盖的分解示意图之一；

图4为本发明的试剂盖的分解示意图之二；

图5为本发明的试剂盖的俯视图；

图6为图5的A-A向剖视图；

图7为本发明的容器盖和比色皿的组装示意图；

图8为本发明的容器盖和比色皿组装后的剖面结构示意图；

图9为本发明的手持式检测仪的结构示意图之一（翻盖开启）；

图10为本发明的手持式检测仪的结构示意图之二（翻盖关闭）；

图11为本发明的手持式检测仪的结构分解示意图之一；

图12为本发明的手持式检测仪的结构分解示意图之二；

图13为本发明的手持式检测仪的机壳的结构示意图；

图14为本发明的手持式检测仪的结构剖视图（倾斜摆放状态示意图）。

标记说明：

1、容器盖；101、手持部；102、卡位部；103、试剂槽；

2、密封盖；201、覆盖部；201a、着力部；

3、比色皿；301、上腔；302、下腔；

4、硝酸盐/亚硝酸盐第一试剂瓶；401、刻度线；

5、翻盖；501、第一磁铁；502、提示标志；503、凹槽；

6、比色皿槽；

7、机壳；701、凸壳部；701a、倾斜壳壁；702、第二磁铁；703、通口；

8、触控显示屏；

9、充电口；

10、开关；

11、控制器；

12、遮光盒；1201、线孔；

13、可充电电池。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“ 顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种用于监测水质的组合试剂，由COD检测组件、氨氮检测组件、正磷酸盐检测组件及硝酸盐/亚硝酸盐检测组件组成。生产100份。

所述COD检测组件由COD第一试剂盖、COD第二试剂盖和一个比色皿组成。

所述COD第一试剂盖装载有冻干固体形态的高锰酸钾，具体的制备操作为：先配制浓度为0.2g/L的高锰酸钾溶液，然后取0.5ml高锰酸钾溶液装入所述容器盖进行冻干，冻干至无法流动的状态即可，密封盖密封，制成所述COD第一试剂盖。所述COD第一试剂盖为红色且顶部设有序号1。

所述COD第二试剂盖装载有0.0100g氢氧化锂粉末、0.0050g无水硫酸钠粉末和0.0050g氯化钠粉末。所述COD第二试剂盖为红色且顶部设有序号2。

所述氨氮检测组件由氨氮第一试剂盖、氨氮第二试剂盖和一个比色皿组成。

所述氨氮第一试剂盖装载有0.0170g酒石酸钾钠粉末和0.0170g六偏磷酸钠粉末。所述氨氮第一试剂盖为蓝色且顶部设有序号1。

所述氨氮第二试剂盖装载有冻干固体形态的纳氏试剂，制备操作为：在所述容器盖中装入100μl纳氏试剂，然后进行冻干，冻干至无法流动的状态即可，密封盖密封，制成所述氨氮第二试剂盖。所述氨氮第二试剂盖为蓝色且顶部设有序号2。

所述正磷酸盐检测组件由正磷酸盐第一试剂盖、正磷酸盐第二试剂盖和一个比色皿组成。

所述正磷酸盐第一试剂盖装载有冻干固体形态的配制钼酸铵，制备操作为：配制100ml的四水钼酸铵溶液（浓度0.13g/mL）和100ml的酒石酸锑钾溶液（浓度0.0035g/mL），硫酸和水体积比1:1混合配制300ml硫酸溶液，将所述四水钼酸铵溶液加入硫酸溶液中，再加入酒石酸锑钾溶液混合均匀，最后稀释10倍制成配制钼酸铵溶液；

在所述容器盖中装入0.7ml所述配制钼酸铵溶液进行冻干，冻干至无法流动的状态即可，密封盖密封，制成所述正磷酸盐第一试剂盖。所述正磷酸盐第一试剂盖为绿色且顶部设有序号1。

所述正磷酸盐第二试剂盖装载有0.0100g抗坏血酸粉末。所述正磷酸盐第二试剂盖为绿色且顶部设有序号2。

所述硝酸盐/亚硝酸盐检测组件由硝酸盐/亚硝酸盐第一试剂瓶、硝酸盐/亚硝酸盐第二试剂盖和一个比色皿组成。

所述硝酸盐/亚硝酸盐第一试剂瓶装载有0.2g镉粉（粒径0.3mm-0.8mm），并设有用于提示加入水样量的刻度线；所述硝酸盐/亚硝酸盐第一试剂瓶的瓶盖为黄色且顶部设有序号1。

所述硝酸盐/亚硝酸盐第二试剂盖装载有0.03g混合粉末试剂，所述混合粉末试剂由4.16g氨基磺酸、2.00g磺胺、2.00g柠檬酸、2.00g氯化钠和0.10g盐酸萘乙二胺研磨混合制成；所述硝酸盐/亚硝酸盐第二试剂盖为黄色且顶部设有序号2。

所述硝酸盐/亚硝酸盐检测组件的比色皿预封装有1.8ml氯化铵缓冲液，所述氯化铵缓冲液具体配制操作为：100g氯化铵溶于800ml水，氨水调节pH8.7~8.8，定容1L该溶液为100g/L，稀释至10g/L进行使用。

所有所述试剂盖规格相同，所有所述比色皿3的规格相同，方便统一批量生产。

所述比色皿3具有开放式的样品腔，用于放置水样或缓冲液。

所述试剂盖均由一个容器盖1和一个扣合容器盖1的密封盖2组成，所述容器盖1可封闭所述样品腔的腔口，使试剂不外泄，所述容器盖1具有用于容纳试剂的试剂槽103，用于预储试剂，所述试剂槽103的槽口被所述密封盖2覆盖；

使用时，工作人员手动使所述密封盖2脱离所述试剂槽103，所述试剂槽103的槽口朝向所述样品腔内部使所述容器盖1扣合于所述比色皿3。

在本实施例中，所述COD检测组件、氨氮检测组件、正磷酸盐检测组件及硝酸盐/亚硝酸盐检测组件的试剂盖以颜色区分，所述试剂盖的顶部设有序号以提示使用的先后顺序。

在本实施例中，所述试剂槽103的外侧壁卡于所述样品腔的内侧，使所述容器盖1固定于所述比色皿3；

所述试剂槽103与自身槽口相对的一端向远离槽口方向凸出，形成供用户手指抓拿的手持部101；

所述手持部101和试剂槽103之间设有向外周凸出形成的卡位部102，所述卡位部102被所述样品腔的腔口限制，所述卡位部102无法进入所述样品腔。

在本实施例中，所述卡位部102与样品腔腔口接触的一侧设为内侧102a；

所述密封盖2具有完全包裹所述试剂槽的开口壳体，所述开口壳体的开口端往外凸出延伸形成覆盖部201，所述覆盖部201朝向所述卡位部102的一侧紧贴且完全覆盖所述卡位部的内侧102a，保持伸入比色皿内部的所述试剂槽103外周的洁净，避免对检测结果造成影响。

由于试剂盖的体积较小，所述覆盖部的外周设有两个超过所述卡位部102外周的外凸，作为着力部201a，所有所述着力部201a以所述密封盖2的轴线圆周均匀分布，所述着力部201a方便工作人员施力拔出所述密封盖2。

在本实施例中，所述样品腔具有上腔301和下腔302，所述上腔301为上宽下窄结构，形成上宽口和下窄口，所述下腔302为上下宽度一致的方形腔，所述下窄口与方形腔相接，所述试剂槽103卡于所述上宽口的内侧，较宽的上腔空间方便试剂槽103内的试剂和比色皿3的内容物充分接触反应。

（一）为了验证本实施例切实能够作为水质检测方法，采购以下带有“环境标准样品证书”环境标准样品进行测验，环境标准样品均采购至国家标准物质销售平台（www.bzwz.net.cn），由环保部标样所研制。

S1. 水质标样前处理：

（1）COD水质标样、氨氮水质标样、磷酸盐水质标样和硝酸盐水质标样根据“环境标准样品证书”的说明，按如下步骤进行稀释：

用10mL干燥洁净移液管从安瓿中准确量取10mL浓样至250mL容量瓶中，用纯水稀释定容至刻度，混匀后使用。

（2）由于COD水质标样按照证书规定的步骤（1）稀释后浓度仍然过高，超过本次实验采用的手持式检测仪量程，因此，COD水质标样再进一步稀释10倍；

（3）如果亚硝酸盐水质标样按照证书规定的步骤（1）稀释，浓度则过低，也超过本次实验采用的手持式检测仪量程，因此，亚硝酸盐水质标样不进行步骤（1）的稀释。

S2. 测定COD，向所述比色皿加入1mL COD水质标样，先扣合所述COD第一试剂盖，倒置比色皿，摇匀，拔出所述COD第一试剂盖，再扣合装所述COD第二试剂盖，倒置比色皿，摇匀4-5次，放入手持式检测仪；

S2. 测定氨氮，向所述比色皿加入1mL氨氮水质标样，先扣合所述氨氮第一试剂盖，倒置比色皿，摇匀，拔出所述氨氮第一试剂盖，再扣合所述氨氮第二试剂盖，倒置比色皿，摇匀4-5次，放入手持式检测仪；

S3. 向所述比色皿中加入1mL磷酸盐水质标样，先扣合所述正磷酸盐第一试剂盖，倒置比色皿，摇匀，拔出所述正磷酸盐第一试剂盖，再扣合所述正磷酸盐第二试剂盖，倒置比色皿，摇匀4-5次，放入手持式检测仪；

S4. 取100μL亚硝酸盐水质标样至已装有缓冲液的比色皿中，扣合所述硝酸盐/亚硝酸盐第二试剂盖，倒置比色皿，摇匀4-5次，放入手持式检测仪；

S5. 向硝酸盐/亚硝酸盐第一试剂瓶加入0.5mL硝酸盐水质标样，然后在瓶内反复抽吸水样，使其与镉粉充分反应，再使用带刻度的200μl微量胶头滴管取100μL瓶内水样至已装有缓冲液的比色皿中，扣合所述硝酸盐/亚硝酸盐第二试剂盖，倒置比色皿，摇匀4-5次，放入手持式检测仪。

检测结果如下表所示：

由以上表格可知：本发明的实际测定值经过浓度换算后，数值位于环境标准样品浓度容许的误差范围之内（即表格中的真值），说明本实施例的测定结果切实可靠，本发明的组合试剂可作为水质检测试剂。

浓度换算解释：

（1）COD水质标样由于在前处理中进一步稀释了10倍，所以在本次测验中的测定值需乘以10再与真值对比；

（2）由于亚硝酸盐水质标样本应在前处理中稀释25倍再进行测验，但本次测定考虑到手持式检测仪的量程，并没有对其进行稀释，因此，为了能够与证书上的真值进行比较，本次的测定值应先除以25；然后证书上的真值是以氮计算，而亚硝酸盐分子量为16+16+14=46，氮原子量为14 ，所以存在46/14=3.2857的倍数关系，因此，本次的测定值应先除以25后，还要再除以3.2857，通过换算后即得到0.049mg/L；

（3）证书上的真值是以氮计算，而硝酸盐分子量为16+16+16+14=62，氮原子量为14，所以存在62/14=4.42857的倍数关系，因此，本次的测定值应除以4.42857，通过换算后即得到3.61mg/L。

（二）实地采样检测对比

对广东省茂名市的两个水质监测点进行取样，同时购买常规水质检测试纸，采用实施例、试纸和实验室检测方法对水样进行检测：

1、实施例的水样检测操作，包括以下步骤：

S1. 测定COD，向所述比色皿加入1mL水样，先扣合所述COD第一试剂盖，倒置比色皿，摇匀，拔出所述COD第一试剂盖，再扣合装所述COD第二试剂盖，倒置比色皿，摇匀，放入手持式检测仪；

S2. 测定氨氮，向所述比色皿加入1mL水样，先扣合所述氨氮第一试剂盖，倒置比色皿，摇匀，拔出所述氨氮第一试剂盖，再扣合所述氨氮第二试剂盖，倒置比色皿，摇匀，放入手持式检测仪；

S3. 向所述比色皿中加入1mL水样，先扣合所述正磷酸盐第一试剂盖，倒置比色皿，摇匀，拔出所述正磷酸盐第一试剂盖，再扣合所述正磷酸盐第二试剂盖，倒置比色皿，摇匀，放入手持式检测仪；

S4. 向硝酸盐/亚硝酸盐第一试剂瓶加入水样直至所述刻度线，然后在瓶内反复抽吸水样，使其与镉粉充分反应，抽吸20次，约20秒就可以实现80%以上的还原效率，再使用带刻度的200μl微量胶头滴管取100μl瓶内水样至已装有缓冲液的比色皿中，扣合所述硝酸盐/亚硝酸盐第二试剂盖，倒置比色皿，摇匀，放入手持式检测仪。

所述检测仪可采用市售的常规水质检测仪。但在本次实验中所采用的手持式检测仪设有四组检测单元，分别对应COD检测、氨氮检测、正磷酸检测和硝酸盐/亚硝酸盐检测，每组检测单元设有一个比色皿槽，所述S1至S4反应后得到的四个比色皿分别放入对应的比色皿槽，可同时进行检测。

具体地，本实施例采用的手持式检测仪，包括机壳7、安装于机壳7内的控制器11、电源组件和开关10，所述电源组件包括可充电电池13和充电口9，所述机壳7设有暴露所述开关10、充电口9和下述触控显示屏的开口。

所述机壳7设有四个比色皿槽6，分别对应检测COD、氨氮、正磷酸盐和硝酸盐/亚硝酸盐四个指标。

每个所述比色皿槽6位于所述机壳7内部的一侧设有光源和滤光片，相对的另一侧设有光线检测器，所述光源、滤光片、比色皿槽6和光线检测器依次按光线的直射方向排布；

所述机壳7设有对应所述比色皿槽6槽口的通口703，所述机壳7转动安装有一翻盖5，所述翻盖5不透光且完全遮挡所有通口703，

所述机壳7的下部设有触控显示屏 8，所述电源组件、控制器、光源、光线检测器和触控显示屏 8形成电连接；

所述机壳7的底面与比色皿槽6位于同一侧的位置往下凸出形成凸壳部701。

首先，本实施例采用的手持式检测仪的每一个比色皿槽6都可以检测一个水质指标，实现同时检测COD、氨氮、正磷酸盐和硝酸盐/亚硝酸盐四个指标，检测效率高；

其次，手持式检测仪设置了不透光且完全遮挡所有通口703的翻盖5，可以有效屏蔽外界光线，提高手持式检测仪检测结果的准确性；

最后，手持式检测仪还设置了与比色皿槽6位于同一侧的凸壳部701，凸壳部701的作用：一是为所述遮光盒12提供充足的安装空间，二是当检测人员拿在手中操作时，凸壳部701具有一定的卡手作用，尽量避免手持式检测仪从手部滑脱摔落。

光源、滤光片和光线检测器等光线相关的零部件与市售的水质筛查仪一致，为常规零部件，附图未示出。手持式检测仪在检测不同指标的比色皿槽6一侧设置对应波段的光源以实现对水质的分析，即所述光源发射的光线经过滤光片形成特定的波段光线，然后再经过放置有水样的比色皿槽6，最后被光线检测器接收，所述控制器通过分析指定波长的光强变化，进而分别得到COD、氨氮、正磷酸盐和硝酸盐/亚硝酸盐的浓度信息，再将浓度信息通过所述触控显示屏 8显示。

手持式检测仪的水质检测原理是分光光度法，是最常见的水质检测方法，其检测原理和数据处理模块设计已非常成熟，是本领域的常规技术，并非手持式检测仪的创新点，在此不做赘述。

由于比色皿槽6的两侧均需要走线以接电所述光源和光线检测器，而在所述遮光盒12内部走线明显过于狭窄且安装难度高，还可能遮挡光线，因此，在本实施例中，所述遮光盒12除紧贴通口703的四周的所述盒口外，其余盒壁均与机壳7存在间隔，为走线预留充足的空间。

所述机壳7内安装有一遮光盒12，所述光源、滤光片、比色皿槽6和光线检测器均安装在所述遮光盒12内，所述遮光盒12的盒口紧贴所述通口703的四周，所述遮光盒12的侧壁设有仅供电线通过的线孔1201。手持式检测仪不仅设置了遮挡外部光线的翻盖5，还在机壳7内部设置了黑色不透光的遮光盒12，可以屏蔽触控显示屏 8的光线和其他外界杂光，提高手持式检测仪检测结果的准确性。

所述控制器11、电源组件和触控显示屏 8均安装在所述机壳7的下部空间，使所述手持式检测仪的重心靠下，配合所述凸壳部701，手持式检测仪平放时呈现朝向检测人员的倾斜状态，符合检测人员的视线角度，方便查看数据和操作。

具体地，所述凸壳部701的长度不超过所述机壳7长度的三分之一，过长的所述凸壳部701会导致手持式检测仪的下部具有上翘的倾向，导致倾斜摆放功能不稳定，而且非凸壳部701区域一般是手持部位，过长的凸壳部701会导致手持部位过小。

位于机壳7上部的所述凸壳部701设有一倾斜壳壁701a与机壳7下部的底面相接，避免形成刮擦电线的结构，也有辅助上述倾斜摆放功能的作用。

考虑到比色皿槽6的外观是完全相同的，而每个水质指标对应的水样的预处理是不同，为了避免经过预处理的水样被放入错误的比色皿槽6中，所述翻盖5的内盖面对应不同的所述比色皿槽6设有关于检测指标的提示标志502，当检测人员翻开所述翻盖5放入装有水样的比色皿时，所述提示标志502正好朝向检测人员，可以直观地查看每个比色皿槽6对应的检测指标，避免经过预处理的水样比色皿放错比色皿槽6，同时，位于翻盖5内侧的提示标志502不暴露于外部环境中，不易被刮划进而逐渐消失。

由于比色皿的高度和皿盖的高度、形状等不同的厂家生产可能略有不同，在本实施例中，所述翻盖5的内盖面设有凹槽503，所述提示标志502设于所述凹槽503的槽底，避免所述提示标志502被放置后较为凸出的比色皿皿盖刮擦，也有提示所述提示标志502设置位置的作用。

具体地，由于手持式检测仪的体积小巧，因此翻盖5内侧的面积较为有限，提示标志502采用简称，分别是“COD”、“氨氮”、“磷酸、”和“硝酸”，不影响检测人员的理解，所述提示标志502可采用激光刻蚀、贴纸等形式附着于所述翻盖5的内侧。

所述翻盖5的一侧转动连接所述机壳7，相对的另一侧安装有第一磁铁501，所述机壳7设有第二磁铁702，所述翻盖5翻转闭合时，所述第一磁铁501和第二磁铁702相互吸引，避免所述翻盖5在检测过程中轻易翻开引入外界光线，同时检测人员每次检测也无需刻意检查所述翻盖5是否闭合到位。

2、实验室的水样检测操作

COD：参照《水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法》（HJ 828-2017）；

正磷酸盐：参照《水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法》（GB 11893-89）；

氨氮：参照《水质 氨氮的测定 纳氏试剂分光光度法》（HJ_535-2009 ）；

硝酸盐/亚硝酸盐：参照《水质无机阴离子（F^-、Cl^-、N0₂ ^-、Br^-、NO₃ ^-、P0₄ ^3-、SO₃ ^2-、S0₄ ^2-）的测定离子色谱法》（HJ 84-2016）。

3、试纸水样检测操作

将水质检测试纸内的试剂按说明预配成多种液体试剂并装载于滴剂瓶内。

COD：先加1ml水样至透明显色瓶，再加2滴A试剂（高锰酸钾），再加2滴B试剂（氢氧化钠）显色5分钟，与对应参数的标准比色卡进行比对；

氨氮：先加1ml水样至透明显色瓶，再加2滴A试剂（酒石酸钾钠），再加2滴B试剂（纳什试剂）显色10分钟，与对应参数的标准比色卡进行比对；

正磷酸盐：先加1ml水样至透明显色瓶，再加2滴A试剂（钼酸铵溶液），再加2滴B试剂（抗坏血酸）显色15分钟，与对应参数的标准比色卡进行比对；

亚硝酸盐：先加1ml水样至透明显色瓶，再加2滴A试剂（盐酸萘乙二胺、磷酸（液体试剂）和磺胺）显色15分钟，与对应参数的标准比色卡进行比对；

硝酸盐，先加1ml水样至透明显色瓶，再加2滴A试剂（麝香草酚-浓硫酸溶液），再加2滴B试剂（浓氨水）显色15分钟显色，与对应参数的标准比色卡进行比对。

实施例、试纸和实验室检测方法对水样的测定值如下表：

由以上数据对比可知，本发明的测定值比水质检测试纸更靠近实验室的测定值，说明本发明的检测结果数据比水质检测试纸更准确，可以剔除更多高于/低于标准线的水样，大幅度减少送至实验室的水样量，有效提升水质监测工作效率。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种用于监测水质的组合试剂，其特征在于，由COD检测组件、氨氮检测组件、正磷酸盐检测组件及硝酸盐/亚硝酸盐检测组件组成；

所述COD检测组件由COD第一试剂盖、COD第二试剂盖和一个比色皿组成，

所述COD第一试剂盖装载有固体或液体形态的高锰酸钾，所述COD第二试剂盖装载有氢氧化锂固体；

所述氨氮检测组件由氨氮第一试剂盖、氨氮第二试剂盖和一个比色皿组成，

所述氨氮第一试剂盖装载有酒石酸钾钠固体和六偏磷酸钠固体，所述氨氮第二试剂盖装载有纳氏试剂；

所述正磷酸盐检测组件由正磷酸盐第一试剂盖、正磷酸盐第二试剂盖和一个比色皿组成，

所述正磷酸盐第一试剂盖装载有配制钼酸铵，所述正磷酸盐第二试剂盖装载有抗坏血酸固体；

所述硝酸盐/亚硝酸盐检测组件由硝酸盐/亚硝酸盐第一试剂瓶、硝酸盐/亚硝酸盐第二试剂盖和一个比色皿组成；

所述硝酸盐/亚硝酸盐第一试剂瓶装载有镉粉，所述硝酸盐/亚硝酸盐第二试剂盖装载有氨基磺酸、磺胺、氯化钠、柠檬酸和盐酸萘乙二胺的混合物，所述硝酸盐/亚硝酸盐检测组件的比色皿预装有缓冲液；

所有所述试剂盖规格相同，所有所述比色皿的规格相同；

所述比色皿具有开放式的样品腔，

所述试剂盖均由一个容器盖和一个扣合容器盖的密封盖组成，所述容器盖可封闭所述样品腔的腔口，所述容器盖具有用于容纳试剂的试剂槽，所述试剂槽的槽口被所述密封盖覆盖；

使用时，所述密封盖脱离所述试剂槽，所述试剂槽的槽口朝向所述样品腔内部使所述容器盖扣合于所述比色皿。

2.根据权利要求1所述的组合试剂，其特征在于，所述高锰酸钾为冻干固体，具体的制备操作为：先配制浓度为0.2g/L的高锰酸钾溶液，然后取0.5ml高锰酸钾溶液装入所述容器盖进行冻干，冻干至无法流动的状态即可，密封盖密封，制成所述COD第一试剂盖；

取0.0100g±0.0050g氢氧化锂粉末装入所述容器盖，密封盖密封，制成所述COD第二试剂盖。

3.根据权利要求1所述的组合试剂，其特征在于，在所述容器盖中装入0.0170g±0.0017g的酒石酸钾钠粉末和0.0170g±0.0017g的六偏磷酸粉末，密封盖密封，制成所述氨氮第一试剂盖；

所述纳氏试剂为冻干固体，制备操作为：在所述容器盖中装入100μl纳氏试剂，然后进行冻干，冻干至无法流动的状态即可，密封盖密封，制成所述氨氮第二试剂盖。

4.根据权利要求1所述的组合试剂，其特征在于，配制100ml浓度0.13g/mL的四水钼酸铵溶液和100ml浓度0.0035g/mL的酒石酸锑钾溶液，硫酸和水体积比1:1混合配制300ml硫酸溶液，将所述四水钼酸铵溶液加入硫酸溶液中，再加入酒石酸锑钾溶液混合均匀，最后稀释10倍制成配制钼酸铵溶液；

在所述容器盖中装入0.7ml所述配制钼酸铵溶液进行冻干，冻干至无法流动的状态即可，密封盖密封，制成所述正磷酸盐第一试剂盖；

在所述容器盖中装入0.0100g±0.0050g抗坏血酸，密封盖密封，制成所述正磷酸盐第二试剂盖。

5.根据权利要求1所述的组合试剂，其特征在于，所述硝酸盐/亚硝酸盐第一试剂瓶装载有0.2g±0.05g镉粉，所述硝酸盐/亚硝酸盐第一试剂瓶设有用于提示加入水样量的刻度线；

所述硝酸盐/亚硝酸盐第二试剂盖装载有氨基磺酸、磺胺、柠檬酸和盐酸萘乙二胺的混合物；在所述容器盖装载4.16g±0.42g氨基磺酸、2.00g±0.20g磺胺、2.00g±0.20g氯化钠、2.00g±0.20g柠檬酸和0.10g±0.01g盐酸萘乙二胺，研磨混合后称取0.03±0.01g，制成所述硝酸盐/亚硝酸盐第二试剂盖；

所述硝酸盐/亚硝酸盐检测组件中的比色皿预封装有1.8ml氯化铵缓冲液。

6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的组合试剂，其特征在于，所述试剂槽的外侧壁卡于所述样品腔的内侧，

所述试剂槽与自身槽口相对的一端向远离槽口方向凸出，形成供用户手指抓拿的手持部，

所述试剂槽和手持部之间设有向外周凸出形成的卡位部，所述卡位部被所述样品腔的腔口限制，所述卡位部无法进入所述样品腔。

7.根据权利要求6所述的组合试剂，其特征在于，所述卡位部与样品腔腔口接触的一侧设为内侧，

所述密封盖具有完全包裹所述试剂槽的开口壳体，所述开口壳体的开口端往外凸出延伸形成覆盖部，所述覆盖部朝向所述卡位部的一侧紧贴且完全覆盖所述卡位部的内侧，

所述覆盖部的外周设有至少两个超过所述卡位部外周的外凸，作为着力部，所有所述着力部以所述密封盖的轴线圆周均匀分布。

8.根据权利要求7所述的组合试剂，其特征在于，所述样品腔具有上腔和下腔，所述上腔为上宽下窄结构，形成上宽口和下窄口，所述下腔为上下宽度一致的方形腔，

所述下窄口与方形腔相接，所述试剂槽卡于所述上宽口的内侧。

9.权利要求1至8任一权利要求所述的组合试剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1. 测定COD，向所述比色皿加入适量的水样，先扣合所述COD第一试剂盖，倒置比色皿，摇匀，拔出所述COD第一试剂盖，再扣合装所述COD第二试剂盖，倒置比色皿，摇匀，放入检测仪；

S2. 测定氨氮，向所述比色皿加入适量的水样，先扣合所述氨氮第一试剂盖，倒置比色皿，摇匀，拔出所述氨氮第一试剂盖，再扣合所述氨氮第二试剂盖，倒置比色皿，摇匀，放入检测仪；

S3. 向所述比色皿中加入适量的水样，先扣合所述正磷酸盐第一试剂盖，倒置比色皿，摇匀，拔出所述正磷酸盐第一试剂盖，再扣合所述正磷酸盐第二试剂盖，倒置比色皿，摇匀，放入检测仪；

S4. 向硝酸盐/亚硝酸盐第一试剂瓶加入水样，然后在瓶内反复抽吸水样，使其与镉粉充分反应，再使用移液管取适量的瓶内水样至已装有缓冲液的比色皿中，扣合所述硝酸盐/亚硝酸盐第二试剂盖，倒置比色皿，摇匀，放入检测仪。

10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于，所述检测仪设有四组检测单元，分别对应COD检测、氨氮检测、正磷酸检测和硝酸盐/亚硝酸盐检测，每组检测单元设有一个比色皿槽，所述S1至S4反应后得到的四个比色皿分别放入对应的比色皿槽，同时进行检测。

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