本發(fā)明涉及一種鎳離子快速檢測(cè)試紙及檢測(cè)水中重金屬鎳離子的方法，屬于重金屬離子快速檢測(cè)
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：重金屬鎳廣泛應(yīng)用于電鍍及金屬表面加工行業(yè)，鎳及其鹽類的毒性較低，但由于它本身具有生物化學(xué)性，故能激活或抑制一系列的酶而發(fā)揮其毒性。鎳能引起接觸性皮炎，直接進(jìn)入血流的鎳鹽毒性較高，膠體鎳或氯化鎳毒性較大，可引起中樞性循環(huán)和呼吸紊亂、使心肌、腦、肺和腎出現(xiàn)水腫、出血和變性。全世界每年鎳的巖石風(fēng)化量約為320000t，河流輸送量約為19000t，開(kāi)采量約為560000t，礦物燃料燃燒約排放5600t，擴(kuò)散在環(huán)境中的鎳在食物鏈中富集積累進(jìn)入人體。國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中，鎳離子作為第一類污染物排放下限為1mg/l，快速檢測(cè)出水體內(nèi)鎳離子含量是否超標(biāo)對(duì)于水體水質(zhì)的判斷至關(guān)重要。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室廢水中重金屬檢測(cè)技術(shù)主要有紫外分光光度法，原子吸收光譜法，原子發(fā)射光譜法，電化學(xué)法，電感耦合等離子質(zhì)譜法等，這些方法多需要昂貴的儀器設(shè)施，嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，專業(yè)的操作人員，對(duì)水樣進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理，并且耗時(shí)較長(zhǎng)，不適合大規(guī)模推廣，更無(wú)法應(yīng)對(duì)一些緊急事件的處理，給現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)人員的工作帶來(lái)許多不便，特別是很多偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、野外，由于經(jīng)濟(jì)條件及客觀環(huán)境的限制，往往不具備監(jiān)測(cè)條件和能力?？焖贆z測(cè)試紙具有便于攜帶，操作簡(jiǎn)單，檢測(cè)速度快等特點(diǎn)，可以克服惡劣的環(huán)境條件，彌補(bǔ)監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備不足，還可以大大減少檢測(cè)人員的工作量，便于及時(shí)掌握環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢(shì)。然而現(xiàn)有的測(cè)定鎳的試紙技術(shù)均為目比色試紙法，該測(cè)試方法，通過(guò)對(duì)比反應(yīng)后的試紙顯色變化，對(duì)比比色卡來(lái)確定水樣中待測(cè)物質(zhì)的含量，該方法快速、廉價(jià)，但其缺乏嚴(yán)格的度量參考，且靈敏度較差，檢測(cè)下限超出國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，易受環(huán)境及干擾離子影響，同時(shí)主觀形成的誤差較大，只能做到定性或半定量的測(cè)量。因此，如何簡(jiǎn)化檢測(cè)方法與成本，并同時(shí)能夠準(zhǔn)確定量檢測(cè)出水中銅離子含量的檢測(cè)方法是本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員有待解決的技術(shù)問(wèn)題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明針對(duì)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法的復(fù)雜性及目比色試紙半定量的誤差性，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種能夠廉價(jià)、簡(jiǎn)便并快速確定水體中重金屬鎳離子是否超出排放標(biāo)準(zhǔn)，并能夠依據(jù)其顯色長(zhǎng)度來(lái)準(zhǔn)確定量反映出其濃度的檢測(cè)試紙和試紙的制備方法，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的復(fù)雜性進(jìn)行了彌補(bǔ)，并避免由于操作人員主觀原因造成的誤差，客觀性科學(xué)性較強(qiáng)，適于大規(guī)模推廣使用。本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，研制出一種重金屬鎳離子快速檢定試紙，其特征在于，試紙纖維上附有par顯色劑、表面活性劑、展開(kāi)劑。表面活性劑為zeph，展開(kāi)劑包括氨水和異丙醇。本發(fā)明還提供重金屬鎳離子快速檢定試紙的制備方法，其特征在于，包括下述步驟。（1）分別配制顯色劑par（4-（2-吡啶偶氮）-間苯二酚）及表面活性劑zeph（十四烷基二甲基芐基氯化銨）儲(chǔ)備液。（2）使用所配制的顯色劑和表面活性劑儲(chǔ)備液、氨水和異丙醇配制試紙浸泡液。（3）將濾紙條放入浸泡液中充分浸泡，使各試劑附著在規(guī)定大小的層析濾紙條上。（4）將浸泡后的濾紙條取出并干燥。（5）配制與試紙配合使用的掩蔽劑。（6）制作試紙檢測(cè)標(biāo)尺。步驟a中，配制0.5%的顯色劑儲(chǔ)備液和2%的表面活性劑儲(chǔ)備液。步驟b中，浸泡液中par顯色劑的濃度為0.02%~0.08%，表面活性劑zeph的濃度為0.2%~0.8%。步驟c中，試紙選擇層析濾紙，按其紋絡(luò)裁成寬度5~10mm的濾紙條，浸泡時(shí)間為15~25min。步驟e中，掩蔽劑組分別為：乙酸鈉，草酸鈉，乙酰丙酮，丙三醇，硫脲。步驟f中，配制不同濃度的鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入掩蔽劑后用試紙對(duì)已知濃度的水樣進(jìn)行測(cè)量，記錄其顯色長(zhǎng)度，以此為標(biāo)準(zhǔn)制作標(biāo)尺。本發(fā)明還提供一種重金屬鎳離子快速檢定方法，包括下述步驟。（1）分別配制顯色劑par（4-（2-吡啶偶氮）-間苯二酚）及表面活性劑zeph（十四烷基二甲基芐基氯化銨）儲(chǔ)備液。（2）使用所配制的顯色劑和表面活性劑儲(chǔ)備液、氨水和異丙醇配制試紙浸泡液。（3）將濾紙條放入浸泡液中充分浸泡，使各試劑附著在規(guī)定大小的層析濾紙條上。（4）將充分浸泡的試紙條取出并干燥。（5）配制與試紙配套使用的掩蔽劑。（6）制作試紙檢測(cè)標(biāo)尺。（7）取20ml待測(cè)水樣，在水樣中加入掩蔽劑，所述掩蔽劑的組分包括乙酸鈉、丙三醇、硫脲、草酸鈉和乙酰丙酮。（8）以試紙的一端接觸水樣，試紙的纖維上附有par顯色劑、表面活性劑zeph和展開(kāi)劑，所述展開(kāi)劑包括氨水和異丙醇。（9）反應(yīng)相應(yīng)時(shí)間，通過(guò)測(cè)量試紙上的顯色帶長(zhǎng)度，對(duì)應(yīng)標(biāo)尺，確定水樣中重金屬鎳離子含量。本發(fā)明的有益效果是，通過(guò)對(duì)色譜法的延展，利用纖維類濾紙作為化學(xué)反應(yīng)載體，借助毛細(xì)管作用，將鎳離子濃度的測(cè)定在試紙上定量的表現(xiàn)出來(lái)，大大減小由于主觀因素等原因造成的誤差。將試劑附著在試紙上大大的延長(zhǎng)了其保存時(shí)間。使用試紙法進(jìn)行檢測(cè)方便，快捷，環(huán)保，廉價(jià)，便于攜帶，對(duì)環(huán)境污染小，屬于綠色化學(xué)內(nèi)容，并且對(duì)檢測(cè)人員技術(shù)要求低，操作簡(jiǎn)便。本發(fā)明的所制得的新型試紙的檢測(cè)下限即為《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中鎳離子的排放上限，當(dāng)待測(cè)樣中鎳離子含量低于排放標(biāo)準(zhǔn)1mg/l時(shí)，試紙無(wú)顯色；當(dāng)待測(cè)樣中鎳離子濃度達(dá)到1mg/l或高于1mg/l時(shí)，試紙均有顯色，并有明顯的長(zhǎng)度區(qū)別，因此本發(fā)明能夠快速檢測(cè)出水樣中鎳離子含量是否超過(guò)國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明對(duì)鎳離子含量的檢測(cè)范圍在1~100mg/l，超出此檢測(cè)范圍的廢水可進(jìn)行簡(jiǎn)單的稀釋后在進(jìn)行測(cè)定。因此本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于水質(zhì)快速檢測(cè)技術(shù)中，在監(jiān)測(cè)條件有限的偏遠(yuǎn)地區(qū)，野外勘測(cè)，緊急事件的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處理過(guò)程也有較好的應(yīng)用前景，適于大規(guī)模生產(chǎn)并推廣使用。附圖說(shuō)明附圖1：試紙制作過(guò)程。附圖2：試紙成品測(cè)定不同濃度鎳標(biāo)液顯色效果圖。附圖3：標(biāo)尺刻度對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度圖。附圖4：標(biāo)尺刻度樣板圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明利用試紙纖維作為載體將顯色劑等負(fù)載在試紙上，顯色結(jié)果通過(guò)毛細(xì)作用在試紙上以長(zhǎng)度的形式直觀的表現(xiàn)出來(lái)。具體的說(shuō)，本發(fā)明的試紙檢定方法是在色譜法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，同時(shí)結(jié)合化學(xué)絡(luò)合反應(yīng)：par（4-（2-吡啶偶氮）-間苯二酚）與鎳離子能夠發(fā)生靈敏的絡(luò)合反應(yīng)，反應(yīng)形成穩(wěn)定的紅色絡(luò)合產(chǎn)物，與顯色劑par原色（黃色）形成鮮明的對(duì)比。將固定在試紙上的顯色劑作為固定相，待測(cè)液作為流動(dòng)相，利用化學(xué)反應(yīng)的原理，用纖維類濾紙作為反應(yīng)載體，水樣借助毛細(xì)管作用通過(guò)紙帶，待測(cè)樣品與顯色劑在試紙載體上發(fā)生反應(yīng)而變色，試紙變色長(zhǎng)度與待測(cè)物濃度呈一定關(guān)系，在檢測(cè)過(guò)程中通過(guò)試紙帶變色長(zhǎng)度可快速檢出待測(cè)樣品的濃度。本發(fā)明所研制出的試紙顯色明顯，誤差較市面上現(xiàn)有目比色試紙誤差降低了15%~20%。本發(fā)明為達(dá)到以上預(yù)期效果，具體實(shí)施方案為：利用化學(xué)反應(yīng)，結(jié)合毛細(xì)作用特點(diǎn)，試紙制備步驟有：a.分別精確配制一定濃度的par（顯色劑），zeph（表面活性劑）儲(chǔ)備液待用；b.加入顯色劑儲(chǔ)備液，表面活性劑儲(chǔ)備液，氨水（展開(kāi)劑），異丙醇（展開(kāi)劑）配制試紙浸泡液；c.將濾紙裁成特定寬度的試紙條，放入浸泡液中浸泡一定時(shí)間，使試劑附著在試紙條上；d.將浸泡后的試紙取出，放入真空干燥箱內(nèi)干燥；e.配制干擾離子掩蔽劑，配合試紙檢測(cè)時(shí)使用；f.配制不同濃度鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入掩蔽劑，用試紙對(duì)已知濃度鎳標(biāo)液進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)其顯色結(jié)果制作試紙標(biāo)尺。進(jìn)一步的，步驟a中，稱取一定量的par，加入10ml乙醇，3ml的1%的naoh溶液，超聲分散溶解后用去離子水進(jìn)行定容至濃度為0.5%,作為顯色劑儲(chǔ)備液待用；稱取一定量zeph，加入去離子水水浴加熱溶解定容至濃度為2%，作為表面活性劑儲(chǔ)備液待用。步驟b中，分別移取步驟a中所配制的顯色劑和表面活性劑儲(chǔ)備液，加入25ml比色管中，按順序依次加入5:1~10:1的異丙醇和氨水進(jìn)行定容后混合均勻，配制的試紙浸泡液中顯色劑的濃度為0.02%~0.08%，表面活性劑的濃度為0.2%~0.8%。步驟c中，選擇最佳試紙寬度5~10mm，將試紙裁至最佳寬度，放入步驟b中所配好的浸泡液中充分浸泡，最佳試紙浸泡時(shí)間為15~25min。步驟d中，將附著了試劑的試紙從浸泡液中取出，均勻放置于表面皿中，放入真空干燥箱內(nèi)真空干燥15~25min。步驟e中，對(duì)水樣進(jìn)行測(cè)試時(shí)，在水樣里加入掩蔽劑來(lái)屏蔽其他可能存在其他金屬離子對(duì)試紙檢測(cè)的干擾。確定會(huì)對(duì)該試紙測(cè)定造成影響的干擾離子種類，選擇適當(dāng)掩蔽劑及其用量對(duì)其進(jìn)行掩蔽。掩蔽劑包括乙酸鈉，硫脲，草酸鈉，乙酰丙酮，對(duì)干擾離子達(dá)到一定的掩蔽濃度。掩蔽劑用量分別為，20ml水樣內(nèi)配合使用掩蔽劑：1g/l的乙酸鈉100~300μl，1g/l的草酸鈉200~500μl,1g/l的硫脲2~5ml，10%的乙酰丙酮2~5ml，20%的丙三醇2~5ml。步驟f中，分別配制1mg/l，5mg/l，10mg/l，20mg/l，30mg/l，40mg/l，50mg/l，60mg/l，80mg/l，100mg/l的鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液，各取20ml作為待測(cè)水樣，分別加入掩蔽劑，使用試紙進(jìn)行24次平行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量同一濃度的試紙反應(yīng)顯色長(zhǎng)度并計(jì)算其平均值，所得長(zhǎng)度值即作為標(biāo)尺該濃度刻度。各步驟均在室溫常壓下進(jìn)行。本發(fā)明采用的濾紙為層析濾紙。本發(fā)明的特點(diǎn)如下。1.利用毛細(xì)作用和化學(xué)反應(yīng)。2.通過(guò)顯色長(zhǎng)度反應(yīng)待測(cè)液濃度，誤差較小。3.檢測(cè)下限即為國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。按照步驟a，b，c，d，e制出試紙成品，對(duì)實(shí)際水樣進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如下。為檢驗(yàn)本試紙?jiān)趯?shí)際應(yīng)用的準(zhǔn)確性，分別以標(biāo)準(zhǔn)法和試紙法對(duì)實(shí)際水樣進(jìn)行測(cè)量，以標(biāo)準(zhǔn)法檢測(cè)結(jié)果作為衡量試紙準(zhǔn)確性的標(biāo)準(zhǔn)，一下分別為三個(gè)水樣的檢驗(yàn)結(jié)果對(duì)比。試紙法即應(yīng)用上述步驟制的試紙成品、掩蔽劑及標(biāo)尺進(jìn)行測(cè)定。標(biāo)準(zhǔn)方法具體如下：本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用丁二酮肟（二甲基乙二酮肟）分光光度法測(cè)定工業(yè)廢水，及受到鎳污染的環(huán)境水中鎳的含量。取試樣10ml，本法的測(cè)定上限為10mg/l，最低檢出濃度為0.25mg/l，具體測(cè)定之前，對(duì)樣品進(jìn)行適當(dāng)稀釋，使樣品中鎳的含量在可測(cè)的范圍之內(nèi)。本實(shí)驗(yàn)的原理基于，在氨性溶液中，在碘的存在下，鎳與丁二酮肟發(fā)生作用，形成組成比為1:4的酒紅色可溶解性絡(luò)合物，此絡(luò)合物在位于波長(zhǎng)530nm處可以進(jìn)行分光光度的檢測(cè)，通過(guò)吸光度與濃度的關(guān)系繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，進(jìn)而能夠準(zhǔn)確的確定檢測(cè)液中重金屬鎳的含量。在檢測(cè)過(guò)程中，鐵，鈷，銅為主要對(duì)檢測(cè)產(chǎn)生干擾的離子，加入適量的na2-edta溶液，可消除300mg/l鐵的干擾、100mg/l鈷的干擾，50mg/l銅的干擾，以保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。由于分光光度法的檢測(cè)精度比較精確，誤差小，所以選擇此法作為標(biāo)準(zhǔn)方法，對(duì)原廢水水樣中的鎳含量進(jìn)行確定。分別往6個(gè)25ml容量瓶中，分別加入0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0ml的20mg/l鎳標(biāo)液，加水稀釋至10ml后，用naoh溶液將試樣調(diào)至中性，在加2ml檸檬酸銨溶液。向試樣中加入1ml碘溶液，加水至20ml，搖勻后，加入2ml丁二酮肟溶液，搖勻，再加入2ml的na2-edta溶液，加水至標(biāo)線，搖勻。用10mm比色皿，以水作為參比液，在530nm波長(zhǎng)下測(cè)量顯色液的吸光度，減去空白試驗(yàn)所測(cè)的吸光度，以濃度和吸光度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。實(shí)施例1：樣品1：電鍍廢液1，標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)得結(jié)果為64.7g/l。稀釋1000倍后，取20ml水樣，加入配制的掩蔽劑溶液，將試紙的一端浸入待測(cè)水樣中，反應(yīng)15~20min后取出，與標(biāo)尺進(jìn)行進(jìn)行對(duì)比，用試紙法測(cè)得的結(jié)果如下。樣品1234567平均rsdmg/l6774676074807470.89.28%實(shí)施例2：樣品2：電鍍廢液2標(biāo)準(zhǔn)方法（方法同實(shí)施例1）測(cè)得的結(jié)果為40.1g/l。稀釋1000倍后，取20ml水樣，加入配制的掩蔽劑溶液，將試紙的一端浸入待測(cè)水樣中，反應(yīng)15~20min后取出，與標(biāo)尺進(jìn)行進(jìn)行對(duì)比，用試紙法測(cè)得結(jié)果如下。樣品1234567平均rsdmg/l46434340504046448.18%實(shí)施例3：樣品3：化學(xué)鍍廢液3通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)方法（方法同實(shí)例1）測(cè)得結(jié)果為45.4g/l。稀釋1000倍后，取20ml水樣，加入配制的掩蔽劑溶液，將試紙的一端浸入待測(cè)水樣中，反應(yīng)15~20min后取出，與標(biāo)尺進(jìn)行進(jìn)行對(duì)比，用試紙法測(cè)得結(jié)果如下。樣品1234567平均rsdmg/l5052494643484647.72.98%實(shí)施例4：樣品4：化學(xué)鍍廢液4通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)方法（方法同實(shí)例1）測(cè)得結(jié)果為20.3g/l。稀釋1000倍后，取20ml水樣，加入配制的掩蔽劑溶液，將試紙的一端浸入待測(cè)水樣中，反應(yīng)15~20min后取出，與標(biāo)尺進(jìn)行進(jìn)行對(duì)比，用試紙法測(cè)得結(jié)果如下。樣品1234567平均rsdmg/l2322202321192321.51.6%實(shí)施例5：樣品5：化學(xué)鍍廢液5通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)方法（方法同實(shí)例1）測(cè)得結(jié)果為70.8g/l。稀釋1000倍后，取20ml水樣，加入配制的掩蔽劑溶液，將試紙的一端浸入待測(cè)水樣中，反應(yīng)15~20min后取出，與標(biāo)尺進(jìn)行進(jìn)行對(duì)比，用試紙法測(cè)得結(jié)果如下。樣品1234567平均rsdmg/l7570746968717471.62.8%應(yīng)用領(lǐng)域：主要應(yīng)用于電鍍行業(yè)、金屬表面加工行業(yè)及各種涉及需對(duì)廢水中重金屬鎳離子含量進(jìn)行測(cè)定的環(huán)境。特點(diǎn)如下。1、快速：放入水樣，取出，讀數(shù)。2、方便：無(wú)需其他額外設(shè)備。3、精確：不受其他物質(zhì)干擾。4、耐用：30℃以下可存放數(shù)年。當(dāng)前第1頁(yè)12