[发明专利]一种现场快速检测水溶液中铜离子的电增强吸附显色方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测铜离子的电增强吸附显色方法和装置，适用于现场快速检测水溶液中的铜离子。

背景技术

铜是人体必不可少的元素，但是当水中铜含量大于0.01mg/L时，对水体自净有明显的抑制作用，对鱼类也是不安全的。铜对水生生物的毒性与其在水体中的形态有关，游离铜离子的毒性比络合态铜要大很多。灌溉水中硫酸铜对水稻的临界危害浓0.6mg/L。世界范围内，淡水平均含铜3μg/L，海水平均含铜0.25μg/L。铜的主要污染来源有电镀、冶炼、五金、石油化工和化学工业等部门排放的含铜废水。我国在许多标准中规定了关于铜的限制，例如：生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)和农田灌溉水质标准(GB5084-2005)中的限值为1.0mg/L，污水综合排放标准(GB8978-1996)规定的一级标准限值为0.4mg/L，地表水质量标准(GB3838-2002)和地下水质量标准(GB/T14848-93)中规定I类水质的限值为0.01mg/L，渔业水质标准(GB11607-89)中规定的限值为0.01mg/L，海水水质标准(GB3097-1997)中规定的第二类水质限值为0.01mg/L。

铜离子测定的主要方法有传统的比色法(紫外-可见分光光度法)，原子吸收和原子发射光谱法，荧光光谱法等。这类方法具有灵敏度高、准确度好等优点，但常常需要借助一些比较昂贵的分析仪器，一般需要在专业实验室由专业人员进行分析测定，操作繁琐，成本较高，难以满足快速筛查的需要。在大量的实际工作中，特别是一些污染普查、日常监控、事故应急处理等工作中，常常并不需要准确的定量结果，而只需要按照标准规定的限值判定“合格”或“不合格”即可。此时，现场快速廉价的定性半定量测定方法更为实用，仅仅对那些处于临界点的样品才需要进一步用准确定量的仪器分析方法进行分析测定。因此，实现各类水溶液样品中铜离子的快速现场检测，在环境保护和监测等领域具有较好的应用价值。

为适应现场快速检测的要求，已经有研究者开发了多项技术专利，例如：①基于传统显色剂(如亚铁氰离子、二乙基二硫代氨基甲酸钠、吡啶偶氮类有机螯合剂、二乙基氨磺酸铅(DDTC-Pb)螯合化树脂等)的方法，如许维光等发明的“简易快速测定水中有害金属铜检测管”(申请号：87106810.9)，张遴等发明的“铜离子的快速检测试纸”(申请号：201020288154.2)，周焕英等发明的“一种铜检测试纸及其制备方法”(申请号：03119105.3)，魏升平等发明的“一种定性检测样品中铜离子的方法”(申请号：200910092538.9)，汪生云等发明的“一种铜离子检测试纸及其制备方法”(申请号：200910094252.4)，张遴等发明的“食品中铜离子快速检测试剂盒”(申请号：201020288592.9)，曹建明等发明的“血清铜、铁、锌快速灵敏检测试剂盒及其制备方法”(申请号：200410096340.5)。②基于酶联免疫吸附ELISA的方法，如王保民等发明的“一种检测样品中是否含有重金属铜离子的方法及其专用试剂盒”(申请号：201010253926.3)。③基于纳米材料(如纳米金粒子、CdS荧光量子点探针)的方法，如王光丽等发明的“检测铜离子的水溶性ZnxCd(1-x)S纳米复合材料的合成及应用”(申请号：201010275271.X)，孙建军等发明的“一种检测铜离子的方法”(申请号：201110022836.8)。

目前，市场供应的商品化的铜离子试剂条(盒)主要有：①日本共立KYORITSU铜测试包，其利用一支长度约为7公分、外径1公分的聚乙烯(PE)塑胶制封闭性试管，内部装填了一次测定所需要用量的调制试药。待水溶液与试药反应发色后，于指定时间内比对标准色卡，判断其浓度值。适用于pH5～9，常规样品无需pH校正，能够测试浓度0.5，1，2，3，5，＞10mg/L的铜离子。②德国MN高品质铜测试纸，测定范围0.2～5.0mg/L，浓度高于此范围时，将水样进行适当稀释再行测试。水中共存的Al³⁺、Fe³⁺、Ag⁺、CN^-等离子会干扰测定，水样pH值应为4～7，显色后与管中溶液相同或接近的标准色阶即为水中铜的含量(mg/L)。