本發(fā)明屬于分析化學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種水質(zhì)氨氮的快速測定試劑及其快速測定試紙、檢測方法。
背景技術(shù)：
水中的氨氮是指以游離氨(NH3)和離子銨(NH4+)形式存在的氮，其來源主要是生活污水中含氮有機物受微生物作用分解的產(chǎn)物、某些工業(yè)廢水及農(nóng)田排水。此外，死亡的魚、蝦以及殘余飼料等在細菌的作用下也逐漸分解產(chǎn)生氨。氨氮含量較高時，對魚類呈現(xiàn)毒副作用，對人體也有不同程度的危害。因此，氨氮含量的多少是判斷水體污染程度的重要標(biāo)志之一。氨氮是我國水體環(huán)境監(jiān)測的重要指標(biāo)，是各級監(jiān)測站點的必測項目。
氨氮的檢測方法多數(shù)是在實驗室中進行，如：納氏試劑法、水楊酸法、電極法、離子色譜法、流動注射法等。隨著現(xiàn)代分析化學(xué)的發(fā)展，傳統(tǒng)的氨氮分析方法在分析效率、分析能力上的局限性越來越明顯，在復(fù)雜水體體系分析中的應(yīng)用受到限制。如F-HZ-HJ-SZ-0017規(guī)定氨氮測定方法為納氏試劑比色法，該方法適用于生活飲用水、地表水及地下水氨氮的檢測。這一方法需要配制納氏試劑，需要專門的分析實驗室和專業(yè)分析化驗人員，無法實現(xiàn)現(xiàn)場快速檢測。
因此，有必要提供一種測試操作簡便、可實現(xiàn)現(xiàn)場快速檢測水中氨氮的快速測定試劑及其快速測定試紙、檢測方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的之一在于提供一種水質(zhì)氨氮的快速測定試劑，為實現(xiàn)該目的，水質(zhì)氨氮的快速測定試劑包括以下組分：指示劑2.0～8.0g/L；掩蔽劑0.44～0.56 g/L；吸附劑80.0～100.0g/L；pH調(diào)節(jié)劑1.30～3.05mol/L；以及純水。
較佳地，所述指示劑為碘化汞和碘化鉀的混合物，所述碘化汞在所述快速測定試劑中的濃度為1.0～5.0g/L，所述碘化鉀在所述快速測定試劑中的濃度為1.0～3.0g/L。
較佳地，所述掩蔽劑為酒石酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、檸檬酸鈉中的至少一種。
較佳地，所述吸附劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、阿拉伯樹膠中的至少一種。
較佳地，所述pH調(diào)節(jié)劑包括氫氧化物，以及三羥甲基氨基甲烷、甘氨酸或硼砂中的一種，所述三羥甲基氨基甲烷的濃度為1.05～1.35mol/L，所述甘氨酸的濃度為0.2～0.4mol/L，所述硼砂的濃度為0.1～0.4mol/L，所述氫氧化物的濃度為1.2～1.8mol/L，所述氫氧化物可為氫氧化鉀、氫氧化鈉或氫氧化鋰。加入所述PH調(diào)節(jié)劑后所述快速測定試劑的PH值可達12以上。
較佳地，所述快速測定試劑還包括有氯化鈉，所述氯化鈉在所述快速測定試劑中的濃度為0.18～0.3mol/L。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用如上所述的快速測定試劑制作的快速測定試紙，所述快速測定試紙包括濾紙以及經(jīng)浸潤干燥后附著在其上的快速測定試劑。
較佳地，所述快速測定試紙還包括一底板，所述濾紙裁切至設(shè)定尺寸后粘附于所述底板上。
較佳地，所述濾紙浸潤于所述快速測定試劑中的時間為5～30min。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種使用如上所述的快速測定試紙來測定水中氨氮的檢測方法，所述檢測方法包括：
(1)待測樣品浸潤所述快速測定試紙；以及
(2)顯色后與標(biāo)準色進行比對，得到待測樣品的氨氮濃度值。
較佳地，步驟(1)為將所述快速測定試紙浸入所述待測樣品中至少15s，然后取出所述快速測定試紙并去除其上多余的溶液。
較佳地，所述檢測方法還包括制備標(biāo)準色的步驟：配置一組具有濃度梯度的氨氮標(biāo)準溶液，每一所述氨氮標(biāo)準溶液中浸入一所述快速測定試紙，取出所 述快速測定試紙并待其顯色，所述快速測定試紙所呈現(xiàn)的顏色即為該組氨氮標(biāo)準溶液的標(biāo)準色。
較佳地，對照潘通色卡得到各標(biāo)準色的色值，即可得到標(biāo)準色色卡，將所述快速測定試紙呈現(xiàn)的顏色與所述標(biāo)準色色卡進行比對。
現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明涉及可快速測定水中氨氮的測定試劑、快速測定試紙及檢測方法，其有益效果包括：
(1)本發(fā)明提供了一種靈敏度高、穩(wěn)定性好、操作簡便、經(jīng)濟實用且能現(xiàn)場快速檢測水質(zhì)氨氮的方法，只需要將快速測定試紙浸入待測樣品中15秒后取出，根據(jù)顯色結(jié)果與標(biāo)準色進行比對即可完成測試，測試過程大大簡化，對于工業(yè)用水及生活飲用水等水質(zhì)總硬度的現(xiàn)場半定量測定有著重要的意義。
(2)快速測定試劑中含有吸附劑，在測定過程中快速測定試紙吸附的物質(zhì)不析出；該方法響應(yīng)時間快，5秒內(nèi)即可顯色；快速測定試紙量程寬，為0～400mg/L；測試速度快，半分鐘內(nèi)即可完成一個樣品測試。
(3)本發(fā)明的快速測定試紙在室溫條件下、避光密閉保存，保質(zhì)期至少可達到12個月，試紙的面積小，單次測試的試劑用量只有普通實驗室方法的幾百分之一，且測試過程簡單，無需其它儀器和配件，可大大節(jié)約測試成本，試紙的可持式底板可避免拿取的過程中試樣被人手污染，十分安全可靠。
(4)本發(fā)明可廣泛用于生活飲用水及其水源水、地表水、地下水、工業(yè)用水、廢水等水質(zhì)氨氮的快速測定。
具體實施方式
下面將闡述本發(fā)明幾個不同的最佳實施例。
本發(fā)明旨在提供一種水質(zhì)氨氮的快速測定試劑、快速測定試紙及檢測方法。
其中，水質(zhì)氨氮的快速測定試劑包括以下組分：指示劑2.0～8.0g/L；掩蔽劑0.44～0.56g/L；吸附劑80.0～100.0g/L；pH調(diào)節(jié)劑1.30～3.05mol/L；以及純水。其中，指示劑為碘化汞和碘化鉀的混合物，碘化汞在快速測定試劑中的濃度為1.0～5.0g/L，碘化鉀在快速測定試劑中的濃度為1.0～3.0g/L。掩蔽劑為酒石酸鈉、 乙二胺四乙酸二鈉、檸檬酸鈉中的至少一種；最佳地，掩蔽劑為酒石酸鈉。吸附劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、阿拉伯樹膠中的至少一種；最佳地，吸附劑為聚乙烯醇。pH調(diào)節(jié)劑包括氫氧化物，以及三羥甲基氨基甲烷、甘氨酸或硼砂中的一種。即PH調(diào)節(jié)劑可為氫氧化物與三羥甲基氨基甲烷的混合物，或為氫氧化物與甘氨酸的混合物，或為氫氧化物與硼砂的混合物。其中，三羥甲基氨基甲烷的濃度為1.05～1.35mol/L，甘氨酸的濃度為0.2～0.4mol/L，硼砂的濃度為0.1～0.4mol/L，氫氧化物的濃度為1.2～1.8mol/L，氫氧化物可為氫氧化鉀、氫氧化鈉或氫氧化鋰。進一步，氫氧化物為氫氧化鋰時，其在快速測定試劑中的濃度為1.40～1.70mol/L。加入PH調(diào)節(jié)劑后快速測定試劑的PH值可達12以上。較佳地，快速測定試劑還包括有氯化鈉，氯化鈉在快速測定試劑中的濃度為0.18～0.3mol/L。
使用如上的快速測定試劑制作的快速測定試紙包括濾紙以及經(jīng)浸潤干燥后附著在其上的快速測定試劑?？焖贉y定試紙還包括一底板，濾紙裁切至設(shè)定尺寸后粘附于底板上。其中，濾紙浸潤于快速測定試劑中的時間為5～30min。
使用該快速測定試紙來測定水中氨氮的檢測方法包括：
(1)將快速測定試紙浸入待測樣品中至少15s，然后取出快速測定試紙并去除其上多余的溶液；以及
(2)顯色后與標(biāo)準色進行比對，得到待測樣品的氨氮濃度值。
制備標(biāo)準色的步驟包括：配置一組具有濃度梯度的氨氮標(biāo)準溶液，每一氨氮標(biāo)準溶液中浸入一快速測定試紙，取出快速測定試紙并待其顯色，快速測定試紙所呈現(xiàn)的顏色即為該組氨氮標(biāo)準溶液的標(biāo)準色。較佳地，對照潘通色卡得到各標(biāo)準色的色值，通過電腦調(diào)色和印刷，即可得到標(biāo)準色色卡，將快速測定試紙呈現(xiàn)的顏色與標(biāo)準色色卡進行比對。
實施例一
快速測定試劑1#的配置：用無氨水配制含1.5g/L碘化汞、1.0g/L碘化鉀、0.46g/L酒石酸鈉、80g/L聚乙烯醇、1.10mol/L三羥甲基氨基甲烷、1.65mol/L氫氧化鋰的混合顯色液，充分攪拌后得到快速測定試劑1#。
快速測定試紙1#的制作：將層析濾紙完全浸泡至快速測定試劑1#中約10分鐘，取出濾紙，在75℃溫度下真空干燥，將層析濾紙切成5×6mm的小塊，用膠粘在5×80mm條狀的底板一端，得到水質(zhì)氨氮的快速測定試紙1#。
標(biāo)準比色卡1#的制作：制備與水質(zhì)氨氮的快速測定試紙1#配套使用的標(biāo)準比色卡1#：
1)用無氨水配制濃度為5mg/L的氨氮標(biāo)準溶液，將水質(zhì)氨氮快速測定試紙1#浸入標(biāo)準溶液中，15秒后取出，甩去多余的溶液，待快速測定試紙1#所呈現(xiàn)的顏色穩(wěn)定后，在潘通色卡上找出對應(yīng)標(biāo)準色的色值；
2)同步驟1)所述方法，得到氨氮標(biāo)準溶液的濃度分別為0mg/L、10mg/L、30mg/L、50mg/L、100mg/L、200mg/L、400mg/L時測定試紙所呈現(xiàn)的標(biāo)準色的色值；
3)根據(jù)得到的各標(biāo)準色的色值采用電腦調(diào)色和印制，得到標(biāo)準比色卡1#。
實施例二
快速測定試劑2#的配置：用無氨水配制含1.5g/L碘化汞、1.0g/L碘化鉀、0.46g/L酒石酸鈉、80g/L聚乙烯醇、0.25mol/L甘氨酸、0.25mol/L氯化鈉、1.31mol/L氫氧化鈉的混合顯色液，充分攪拌后得到快速測定試劑2#。
快速測定試紙2#的制作：將層析濾紙完全浸泡至快速測定試劑2#中約10分鐘，取出濾紙，在75℃溫度下真空干燥，將層析濾紙切成5×6mm的小塊，用膠粘在5×80mm條狀的底板一端，得到水質(zhì)氨氮的快速測定試紙2#。
標(biāo)準比色卡2#的制作：制備與水質(zhì)氨氮的快速測定試紙2#配套使用的標(biāo)準比色卡2#：
1)用無氨水配制濃度為5mg/L的氨氮標(biāo)準溶液，將水質(zhì)氨氮快速測定試紙2#浸入標(biāo)準溶液中，15秒后取出，甩去多余的溶液，待快速測定試紙2#所呈現(xiàn)的顏色穩(wěn)定后，在潘通色卡上找出對應(yīng)標(biāo)準色的色值；
2)同步驟1)所述方法，得到氨氮標(biāo)準溶液的濃度分別為0mg/L、10mg/L、30mg/L、50mg/L、100mg/L、200mg/L、400mg/L時測定試紙所呈現(xiàn)的標(biāo)準色的色值；
3)根據(jù)得到的各標(biāo)準色的色值采用電腦調(diào)色和印制，得到標(biāo)準比色卡2#。
實施例三
快速測定試劑3#的配置：用無氨水配制含1.5g/L碘化汞、1.0g/L碘化鉀、0.46g/L酒石酸鈉、80g/L聚乙烯醇、0.38mol/L硼砂、1.27mol/L氫氧化鈉的混合顯色液，充分攪拌后得到快速測定試劑3#。
快速測定試紙3#的制作：將層析濾紙完全浸泡至快速測定試劑3#中約10分鐘，取出濾紙，在75℃溫度下真空干燥，將層析濾紙切成5×6mm的小塊，用膠粘在5×80mm條狀的底板一端，得到水質(zhì)氨氮的快速測定試紙3#。
標(biāo)準比色卡3#的制作：制備與水質(zhì)氨氮的快速測定試紙3#配套使用的標(biāo)準比色卡3#：
1)用無氨水配制濃度為5mg/L的氨氮標(biāo)準溶液，將水質(zhì)氨氮快速測定試紙3#浸入標(biāo)準溶液中，15秒后取出，甩去多余的溶液，待快速測定試紙3#所呈現(xiàn)的顏色穩(wěn)定后，在潘通色卡上找出對應(yīng)標(biāo)準色的色值；
2)同步驟1)所述方法，得到氨氮標(biāo)準溶液的濃度分別為0mg/L、10mg/L、30mg/L、50mg/L、100mg/L、200mg/L、400mg/L時測定試紙所呈現(xiàn)的標(biāo)準色的色值；
3)根據(jù)得到的各標(biāo)準色的色值采用電腦調(diào)色和印制，得到標(biāo)準比色卡3#。
實施例四
快速測定試劑4#的配置：用無氨水配制含1.5g/L碘化汞、1.0g/L碘化鉀、0.46g/L酒石酸鈉、80g/L聚乙烯醇、0.2mol/L甘氨酸、0.2mol/L氯化鈉、1.65mol/L氫氧化鉀的混合顯色液，充分攪拌后得到快速測定試劑4#。
快速測定試紙4#的制作：將層析濾紙完全浸泡至快速測定試劑4#中約10分鐘，取出濾紙，在75℃溫度下真空干燥，將層析濾紙切成5×6mm的小塊，用膠粘在5×80mm條狀的底板一端，得到水質(zhì)氨氮的快速測定試紙4#。
標(biāo)準比色卡4#的制作：制備與水質(zhì)氨氮的快速測定試紙4#配套使用的標(biāo)準比色卡4#：
1)用無氨水配制濃度為5mg/L的氨氮標(biāo)準溶液，將水質(zhì)氨氮快速測定試紙3#浸入標(biāo)準溶液中，15秒后取出，甩去多余的溶液，待快速測定試紙4#所呈現(xiàn)的顏色穩(wěn)定后，在潘通色卡上找出對應(yīng)標(biāo)準色的色值；
2)同步驟1)所述方法，得到氨氮標(biāo)準溶液的濃度分別為0mg/L、10mg/L、30mg/L、50mg/L、100mg/L、200mg/L、400mg/L時測定試紙所呈現(xiàn)的標(biāo)準色的色值；
3)根據(jù)得到的各標(biāo)準色的色值采用電腦調(diào)色和印制，得到標(biāo)準比色卡4#。
測試快速測定試紙1#～4#的穩(wěn)定性和顯色效果：
將快速測定試紙1#～4#置于密實袋中，放置在37℃烘箱中，每隔30天觀察試紙外觀，進行試紙穩(wěn)定性測試和顯色效果測試。
測試方法為：分別配置0mg/L、5mg/L、10mg/L、30mg/L、50mg/L、100mg/L、200mg/L、400mg/L的氨氮標(biāo)準溶液，將試紙1#、2#、3#、4#分別插入上述標(biāo)準溶液中，15秒后取出，甩去試紙上多余的溶液，顯色完全后觀察顯色效果，并分別與配套的標(biāo)準比色卡對照，得到氨氮數(shù)據(jù)。
隨著氨氮濃度的增加，試紙所顯的顏色會由淺黃色-黃色-棕紅色-棕色-褐色-深褐色過度?？焖贉y定試紙1#、2#、3#、4#的外觀、穩(wěn)定性測試及顯色效果分別如表1～4所示。
表1快速測定試紙1#的測試結(jié)果：
表2快速測定試紙2#的測試結(jié)果：
表3快速測定試紙3#的測試結(jié)果：
表4快速測定試紙4#的測試結(jié)果：
由表1～4可知，碘化汞與碘化鉀濃度高時，顯色速度較快。經(jīng)測定，快速測定試紙1#、2#、3#、4#的響應(yīng)時間均少于5秒，顯色完全后顏色可穩(wěn)定3分鐘，說明本發(fā)明的測定方法測試速度快、穩(wěn)定性好。
由表1～4可知，實施例1～4中本發(fā)明制備的水質(zhì)氨氮試紙在37℃烘箱中放置90天后，外觀和顯色均正常，說明該試紙的穩(wěn)定性很好。
檢測快速測定試紙1#、2#、3#、4#的測定效果
選取樣品1～12，采用快速測定試紙1#、2#、3#、4#進行氨氮測試效果對比實驗。配制一系列不同濃度的氨氮樣品溶液，分別采用F-HZ-HJ-SZ-0017標(biāo)準《水質(zhì)—銨的測定—納氏試劑比色法》和本發(fā)明的試紙法進行濃度的測定。試紙法測定時，當(dāng)樣品顯色液的色調(diào)與標(biāo)準色階一致時，直接取標(biāo)準色階指示 濃度為測得值，若顏色不一致，就根據(jù)樣品顯色液的色調(diào)選取兩個相鄰的標(biāo)準色階，得到樣品濃度范圍。測試結(jié)果如表5所示。
表5實際樣品測試與加標(biāo)回收率實驗測試結(jié)果：
由表5可知：將本發(fā)明的水質(zhì)氨氮的快速檢測試劑負載在濾紙上制備成水質(zhì)氨氮的快速檢測試紙，進行氨氮的快速測定，無需任何其它的儀器和配件，操作簡單，檢測范圍廣，結(jié)果可靠，具有較高的應(yīng)用價值。
現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明涉及可快速測定水中氨氮的快速測定試劑、快速測定試紙及檢測方法，其有益效果包括：
(1)本發(fā)明提供了一種靈敏度高、穩(wěn)定性好、操作簡便、經(jīng)濟實用且能現(xiàn)場快速檢測水質(zhì)氨氮的方法，只需要將快速測定試紙浸入待測樣品中15秒后取出，根據(jù)顯色結(jié)果與標(biāo)準色進行比對即可完成測試，測試過程大大簡化，對于 工業(yè)用水及生活飲用水等水質(zhì)總硬度的現(xiàn)場半定量測定有著重要的意義。
(2)快速測定試劑中含有吸附劑，在測定過程中快速測定試紙吸附的物質(zhì)不析出；該方法響應(yīng)時間快，5秒內(nèi)即可顯色；快速測定試紙量程寬，為0～400mg/L；測試速度快，半分鐘內(nèi)即可完成一個樣品測試。
(3)本發(fā)明的快速測定試紙在室溫條件下、避光密閉保存，保質(zhì)期至少可達到12個月，試紙的面積小，單次測試的試劑用量只有普通實驗室方法的幾百分之一，且測試過程簡單，無需其它儀器和配件，可大大節(jié)約測試成本，試紙的可持式底板可避免拿取的過程中試樣被人手污染，十分安全可靠。
(4)本發(fā)明可廣泛用于生活飲用水及其水源水、地表水、地下水、工業(yè)用水、廢水等水質(zhì)氨氮的快速測定。
以上所揭露的僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請專利范圍所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。