專利名稱：砷測定液及其比色測定管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水質(zhì)中微量化學(xué)物質(zhì)的測定方法及其測定器具，特別是涉及一種快速測定水質(zhì)中砷含量的測定液及其比色測定管。
二.
背景技術(shù)：
砷(AS)是人體非必需元素，砷的化合物均有毒，三價砷化合物比五價砷化合物毒性更強，且有機砷對人體和生物都有劇毒。砷通過呼吸道、消化道和皮膚接觸進入人體。如果攝入量超過排泄量，砷就會在人體的肝、腎、肺、子宮、胎盤、骨骼、肌肉等部位，特別是在毛發(fā)、指甲中蓄積，從而引起慢性砷中毒，潛伏期可長達幾年甚至幾十年。慢性砷中毒有消化系統(tǒng)癥狀、神經(jīng)系統(tǒng)癥狀和皮膚病變等。砷還有致癌作用，能引起皮膚癌。在一般情況下，土壤、水、空氣、植物和人體都含有極微量的砷，對人體不會構(gòu)成危害。砷是我國實施排放總量控制的指標之一。
地表水中含砷量因水源和地理條件不同而有很大差異。淡水為0.2～230μg/L，平均為0.5μg/L，海水為3.7μg/L。砷的污染源主要來源于采礦、冶金、化工、化學(xué)制藥、農(nóng)藥生產(chǎn)、紡織業(yè)、玻璃、制革等部門的工業(yè)廢水。
砷的傳統(tǒng)測試方法為二乙氨基二硫代甲酸銀光度法，其操作步驟為1.試樣制備首先取50mL樣品，或?qū)⑦m量樣品稀釋到50mL(含砷量小于25μg)，置于砷化氫發(fā)生瓶中，加4mL硫酸和5mL硝酸，在通風(fēng)廚內(nèi)消解至產(chǎn)生白色煙霧，如溶液不澄清，可再加5mL濃硝酸，繼續(xù)加熱至產(chǎn)生白色煙霧，直至溶液澄清。冷卻后，加入25mL水，再加熱至產(chǎn)生白色煙霧，驅(qū)盡硝酸。然后加水，使總體積為50mL，備測量用。
2.試樣的測量(1)顯色于上述砷化氫發(fā)生瓶中，加入4mL碘化鉀溶液和2mL氯化亞錫溶液，搖勻，放置15分鐘。取5mL吸收液置于干燥的吸收管中，插入導(dǎo)氣管，于砷化氫發(fā)生瓶中迅速加入4g無砷鋅粒，并立即將導(dǎo)氣管與發(fā)生瓶連接(保證連接瓶不漏氣)。在室溫下反應(yīng)1小時，使砷完全釋出，并加三氯甲烷將吸收液體積補足到5mL。整個反應(yīng)在通風(fēng)廚內(nèi)或通風(fēng)良好的室內(nèi)進行。
(2)測量用10mm比色皿，以三氯甲烷為參比在510nm波長處測量吸收液的吸光度，并作空白校正。
3.標準曲線的繪制于8個砷化氫發(fā)生瓶中，分別加入0μg、1.00μg、2.50μg、5.00μg、10.00μg、15.00μg、20.00μg、25.00μg砷標準溶液，加水至50mL。分別加入4mL濃硫酸，以下按上述試樣的操作進行顯色和測量，并繪制經(jīng)空白校正的吸光度對砷含量的標準曲線。
二乙氨基二硫代甲酸銀光度法存在的問題(1)使用大量的砷標準液、硝酸、硫酸、鹽酸和高氯酸，人為的造成化學(xué)污染。
(2)砷化物劇毒，蒸發(fā)操作過程中有逸出的危險。
(3)試樣的制備、標準曲線的繪制等操作過程冗長，繁瑣，勞動強度大。
(4)需用儀器測定吸光度并用公式計算濃度值，對操作人員素質(zhì)要求高，測試成本昂貴。
(5)在測試中，干擾因素多，排除麻煩，處理不當(dāng)容易造成所測出的數(shù)據(jù)不準確，誤差大。
三.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的簡化水中砷含量的測定步驟，大大縮短測定時間，減輕工作人員勞動強度，減少環(huán)境污染，制出砷測定液及其比色測定管。
本發(fā)明技術(shù)方案一種砷測定液，含有0.01％的氨荒酸化合物1～50單位體積，pH調(diào)節(jié)劑1～50單位體積，有機溶劑1～30單位體積，混合配制而成，測定液中各成份濃度的升高或降低，其體積相應(yīng)縮小或增大。
所述的砷測定液，其中0.01％的氨荒酸化合物1～17單位體積，pH調(diào)節(jié)劑1～50單位體積，有機溶劑1～30單位體積；或0.01％的氨荒酸化合物17～36單位體積，pH調(diào)節(jié)劑1～50單位體積，有機溶劑1～30單位體積；或0.01％的氨荒酸化合物36～50單位體積，pH調(diào)節(jié)劑1～50單位體積，有機溶劑1～30單位體積。
所述的砷測定液，其中0.01％的氨荒酸化合物1～50單位體積，pH調(diào)節(jié)劑1～17單位體積，有機溶劑1～30單位體積；或0.01％的氨荒酸化合物1～50單位體積，pH調(diào)節(jié)劑17～36單位體積，有機溶劑1～30單位體積；或0.01％的氨荒酸化合物1～50單位體積，pH調(diào)節(jié)劑36～50單位體積，有機溶劑1～30單位體積。
所述的砷測定液，其中0.01％的氨荒酸化合物1～50單位體積，pH調(diào)節(jié)劑1～50單位體積，有機溶劑1～9單位體積；或0.01％的氨荒酸化合物1～50單位體積，pH調(diào)節(jié)劑1～50單位體積，有機溶劑9～21單位體積；或0.01％的氨荒酸化合物1～50單位體積，pH調(diào)節(jié)劑1～50單位體積，有機溶劑21～30單位體積。
一種砷比色測定管，為真空密封管，含有一端封閉的等截面玻璃管，玻璃管的開口處與一端封閉的毛細管與過渡段連通，在玻璃管中裝有砷測定液，測定液在玻璃管中的高度H1和玻璃管等截面留空高度H2之比為H1∶H2＝1∶2～20。
玻璃管中的砷測定液，含有0.01％的氨荒酸化合物1～50單位體積，pH調(diào)節(jié)劑1～50單位體積，有機溶劑1～30單位體積，混合配制而成，測定液中各成份濃度的升高或降低，其體積相應(yīng)縮小或增大。
玻璃管中測定液的高度H1和玻璃管等截面留空高度H2之比為H1∶H2＝1∶9～13。
本發(fā)明的積極有益效果是1.本發(fā)明將檢測技術(shù)產(chǎn)品化，商品化，將配制好的測定液封裝于真空玻璃管中，可直接使用。操作時只需在待測水樣中折斷測定管的毛細管段，使待測水樣自動定量吸入管中與測定液發(fā)生變色反應(yīng)，顏色穩(wěn)定后同標準色階對比就可得出比較準確的砷含量。無須在每次測定時配制標準溶液、試劑，可大大簡化檢測步驟，節(jié)省測定時間，降低工作量，減輕勞動強度，減少環(huán)境污染。
2.本發(fā)明測定液配方合理，技術(shù)先進，性能穩(wěn)定，使用簡單。預(yù)先采用標準樣液與之反應(yīng)，固定顏色，形成永久色標，封裝形成對比色階，進行現(xiàn)場檢測，無需制備其它任何試劑，檢測結(jié)果準確可靠。標準色標可由本發(fā)明的標準色階管制作而成，亦可由電腦彩色圖譜，或彩色印刷紙板，或彩色塑料棒，或彩色玻璃制品等其它物理介質(zhì)材料制作而成，使用十分方便。
3.與傳統(tǒng)二乙氨基二硫代甲酸銀光度法測定砷含量的方法相比，本發(fā)明減少了測量步驟，加快了測定速度。
4.本發(fā)明測定液與待測物砷的顯色反應(yīng)是在特定條件下的真空玻璃管中自動進行，可有效避免偶然誤差和人為誤差，檢測結(jié)果準確可靠，符合水質(zhì)分析誤差精度要求，檢出限符合國家污水綜合排放控制要求標準。
5.本發(fā)明攜帶、使用方便，測定簡單快速、準確，保存時間長。現(xiàn)場檢測不需要其它設(shè)備儀器，大大節(jié)省人力、物力，降低綜合成本。本發(fā)明易于推廣實施，具有較好的社會和經(jīng)濟效益。
本發(fā)明測試管與二乙氨基二硫代甲酸銀光度法數(shù)據(jù)比較表 四.


圖1砷比色測定管結(jié)構(gòu)示意圖五.具體實施方式
實施例一預(yù)先制作檢測砷含量的系列標準色標，形成色階。例如制出檢測水質(zhì)中砷含量的標準色標9支色階管，砷含量分別為0.0mg/L，0.01mg/L，0.02mg/L，0.03mg/L，0.04mg/L，0.06mg/L，0.08mg/L，0.10mg/L，0.20mg/L的標準色標。首先取0.01％的二乙基氨荒酸二乙基銨85mL，1.0mol/L硫酸180mL，四氯化碳溶劑45mL，混合制成測定液，然后分別制出砷含量為0.0mg/L，0.01mg/L，0.02mg/L，0.03mg/L，0.04mg/L，0.06mg/L，0.08mg/L，0.10mg/L，0.20mg/L的9種標準濃度砷水溶液，將測定液和各種標準濃度砷水溶液按1∶9比例分別灌入9支色標管中反應(yīng)顯色，并固定顏色，然后密封色標管，形成不褪色的系列色階標準色標管。制作標準色階管的測定液濃度與配套測定管的測定液濃度相同，測定管中液體體積與留空體積之比對應(yīng)制作標準色階管時測定液和標準濃度砷水溶液體積之比。測定液配方不同時，相應(yīng)制出的標準色標，形成的色階也不一樣。在此僅用舉例的方法說明標準色標的配制方法。
測定管實施方法參見圖1，圖中1為等截面真空玻璃管，2為毛細管段，3為砷測定液。H1為測定液高度，H2為等截面真空玻璃管留空高度。本實施例對應(yīng)制備標準色標的測定液，即測定液和待測水溶液體積比為1∶9。等截面真空玻璃管外徑7毫米，總高度13.6厘米，玻璃管內(nèi)測定液的高度H1為1.2厘米，留空高度H2為10.8厘米，毛細管段長度為1.6厘米。
使用時，將測定管的毛細管段浸入待測水樣中，折斷毛細管段，等待測水樣吸滿等截面真空玻璃管留空管段，取出反復(fù)倒置混合，使之充分進行顯色反應(yīng)，約1～5分鐘顏色穩(wěn)定后與標準色標對比，最接近標準色標所對應(yīng)的砷濃度數(shù)值即為測得的砷含量，若測定管顏色介于兩個標準色標之間，則取其平均值。
本發(fā)明砷比色測定管測定液配方為含有0.01％的二乙基氨荒酸二乙基銨17單位體積，1.0mol/L硫酸36單位體積，四氯化碳溶劑9單位體積。
實施例二參見圖1，圖中編號與實施例一相同的，代表意義相同。標準色標的制作方法、測定管的制作及使用方法同實施例一，不再詳細敘述。不同之處在于本實施例中等截面真空玻璃管外徑7毫米，總高度7.8厘米，玻璃管內(nèi)測定液的高度H1為2.1厘米，留空高度H2為4.2厘米，毛細管段長度為1.5厘米。
本實施例中砷比色測定管，砷測定液配方為含有0.01％的二乙基氨荒酸二乙基銨36單位體積，1.0mol/L硫酸1單位體積，四氯化碳溶劑21單位體積。
實施例三參見圖1，圖中編號與實施例一相同的，代表意義相同。標準色標的制作方法、測定管的制作方法及測試管的使用方法同實施例一，不再詳細敘述。不同之處在于本實施例中等截面真空玻璃管外徑7毫米，總高度15.8厘米，玻璃管內(nèi)測定液的高度H1為1厘米，留空高度H2為13厘米，毛細管段長度為1.8厘米。
本實施例中砷比色測定管，砷測定液配方為以單位體積表示，含有0.01％的二乙基氨荒酸二乙基銨1單位體積，1.0mol/L硫酸17單位體積，四氯化碳溶劑30單位體積。
實施例四參見圖1，圖中編號與實施例一相同的，代表意義相同。標準色標的制作方法、測定管的制作及使用方法同實施例一，不再詳細敘述。不同之處在于本實施例中等截面真空玻璃管外徑7毫米，總高度22.7厘米，玻璃管內(nèi)測定液的高度H1為1厘米，留空高度H2為20厘米，毛細管段長度為1.7厘米。
本實施例中砷比色測定管，砷測定液配方為含有0.01％的二乙基氨荒酸銀50單位體積，0.1％辛可寧11單位體積，三氯甲烷溶劑6單位體積。
實施例五參見圖1，圖中編號與實施例一相同的，代表意義相同。標準色標的制作方法、測定管的制作及使用方法同實施例一，不再詳細敘述。不同之處在于本實施例中等截面真空玻璃管外徑6.5毫米，總高度13.8厘米，玻璃管內(nèi)測定液的高度H1為1.2厘米，留空高度H2為10.8厘米，毛細管段長度為1.8厘米。
本實施例中砷比色測定管，砷測定液配方為含有0.01％的二乙基氨荒酸銀42單位體積，0.1％辛可寧50單位體積，三氯甲烷溶劑15單位體積。
實施例六參見圖1，圖中編號與實施例一相同的，代表意義相同。標準色標的制作方法、測定管的制作及使用方法同實施例一，不再詳細敘述。不同之處在于本實施例中等截面真空玻璃管外徑6.5毫米，總高度10.2厘米，玻璃管內(nèi)測定液的高度H1為1.2厘米，留空高度H2為7.2厘米，毛細管段長度為1.8厘米。
本實施例中砷比色測定管，砷測定液配方為含有0.01％的二乙基氨荒酸銀25單位體積，0.1％辛可寧43單位體積，三氯甲烷溶劑1單位體積。
實施例七參見圖1，圖中編號與實施例一相同的，代表意義相同。標準色標的制作方法、測定管的制作及使用方法同實施例一，不再詳細敘述。不同之處在于本實施例中等截面真空玻璃管外徑7.0毫米，總高度15.6厘米，玻璃管內(nèi)測定液的高度H1為1.0厘米，留空高度H2為13厘米，毛細管段長度為1.6厘米。
本實施例中砷比色測定管，砷測定液配方為含有0.01％的吡咯烷二硫代氨基甲酸銨11單位體積，0.2mol/L硫酸25單位體積，三氯甲烷13單位體積。
實施例八參見圖1，圖中編號與實施例一相同的，代表意義相同。標準色標的制作方法、測定管的制作及使用方法同實施例一，不再詳細敘述。不同之處在于本實施例中等截面真空玻璃管外徑7毫米，總高度12.8厘米，玻璃管內(nèi)測定液的高度H1為1厘米，留空高度H2為10厘米，毛細管段長度為1.8厘米。
本實施例中砷比色測定管，砷測定液配方為含有0.01％的吡咯烷二硫代氨基甲酸銨13單位體積，0.2mol/L硫酸39單位體積，三氯甲烷25單位體積。
實施例九參見圖1，圖中編號與實施例一相同的，代表意義相同。標準色標的制作方法、測定管的制作及使用方法同實施例一，不再詳細敘述。不同之處在于本實施例中等截面真空玻璃管外徑7毫米，總高度17.8厘米，玻璃管內(nèi)測定液的高度H1為1厘米，留空高度H2為15厘米，毛細管段長度為1.8厘米。
本實施例中砷比色測定管，砷測定液配方為含有0.01％的吡咯烷二硫代氨基甲酸銨46單位體積，0.2mol/L硫酸11單位體積，三氯甲烷18單位體積。
權(quán)利要求
1.一種砷測定液，其特征是含有0.01％的氨荒酸化合物1～50單位體積，pH調(diào)節(jié)劑1～50單位體積，有機溶劑1～30單位體積，混合配制而成，測定液中各成份濃度的升高或降低，其體積相應(yīng)縮小或增大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砷測定液，其特征是其中0.01％的氨荒酸化合物1～17單位體積，pH調(diào)節(jié)劑1～50單位體積，有機溶劑1～30單位體積；或0.01％的氨荒酸化合物17～36單位體積，pH調(diào)節(jié)劑1～50單位體積，有機溶劑1～30單位體積；或0.01％的氨荒酸化合物36～50單位體積，pH調(diào)節(jié)劑1～50單位體積，有機溶劑1～30單位體積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砷測定液，其特征是其中0.01％的氨荒酸化合物1～50單位體積，pH調(diào)節(jié)劑1～17單位體積，有機溶劑1～30單位體積；或0.01％的氨荒酸化合物1～50單位體積，pH調(diào)節(jié)劑17～36單位體積，有機溶劑1～30單位體積；或0.01％的氨荒酸化合物1～50單位體積，pH調(diào)節(jié)劑36～50單位體積，有機溶劑1～30單位體積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砷測定液，其特征是其中0.01％的氨荒酸化合物1～50單位體積，pH調(diào)節(jié)劑1～50單位體積，有機溶劑1～9單位體積；或0.01％的氨荒酸化合物1～50單位體積，pH調(diào)節(jié)劑1～50單位體積，有機溶劑9～21單位體積；或0.01％的氨荒酸化合物1～50單位體積，pH調(diào)節(jié)劑1～50單位體積，有機溶劑21～30單位體積。
5.一種砷比色測定管，為真空密封管，含有一端封閉的等截面玻璃管，玻璃管的開口處與一端封閉的毛細管與過渡段連通，其特征是在玻璃管中裝有砷測定液，測定液在玻璃管中的高度H1和玻璃管等截面留空高度H2之比為H1∶H2＝1∶2～20。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的砷比色測定管，玻璃管中的砷測定液，含有0.01％的氨荒酸化合物1～50單位體積，pH調(diào)節(jié)劑1～50單位體積，有機溶劑1～30單位體積，混合配制而成，測定液中各成份濃度的升高或降低，其體積相應(yīng)縮小或增大。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的砷比色測定管，其特征是玻璃管中測定液的高度H1和玻璃管等截面留空高度H2之比為H1∶H2＝1∶9～13。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水質(zhì)中微量化學(xué)物質(zhì)的測定方法及其測定器具，特別是涉及一種快速測定水質(zhì)中砷含量的測定液及其比色測定管。本發(fā)明的砷測定液，含有0.01％的氨荒酸化合物1～50單位體積，pH調(diào)節(jié)劑1～50單位體積，有機溶劑1～30單位體積，混合配制而成。其測定管含有等截面真空密封玻璃管，在玻璃管中裝有砷測定液，測定液在玻璃管中的高度H
文檔編號G01N21/78GK1773252SQ20051004850
公開日2006年5月17日 申請日期2005年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月8日
發(fā)明者劉五一, 崔紀周, 宋毛平, 李樹華, 楊鳳華, 陳蘊, 朱思羽, 白莉 申請人:白莉