一种饮用水及水源中钡离子检测试纸条及检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种饮用水及水源中钡离子检测试纸条及检测方法，属于食品安全与 卫生领域。
【背景技术】
[0002] 钡（Ba)是碱土金属元素，是周期表中II A族的第六周期的元素，性质活泼，能和大 多数非金属反应，易氧化。钡在自然界中最常见的矿物是重晶石（硫酸钡）和毒重石（碳 酸钡），二者皆不溶于水。钡盐除硫酸钡外都有毒，如碳酸钡溶于酸后生成的可溶性钡盐都 有剧毒，钡盐的毒性与溶解度有关，溶解度越大，毒性越大，钡是一种肌肉毒，潜伏期为数分 钟至数小时，多数在30分钟至2小时发病。早期表现为头晕、头痛、乏力及肢体麻木。口服 中毒有明显的恶心、呕吐、腹痛、腹泻等胃肠道刺激症状，重症患者可发生急性肾功能衰竭， 可因心律失常及呼吸肌麻痹而死亡。口服氯化钡200~300 mg即可中毒，800~1000 mg 时可致人死亡。钡及其化合物广泛的应用在颜料、石油、橡胶、杀虫剂等领域，如杀虫剂和灭 鼠剂中的氯化钡、碳酸钡等，因而生产过程中向环境排放的含钡废水、废弃物也随之增加， 长时间的累积会对环境造成一定程度的污染，对生物体有很强的毒性。
[0003] 水是生命之源，也是人类宝贵的自然资源，饮用水及饮用水水源是水资源的一个 重要组成部分，在保障居民生活、促进社会经济发展和维持生态环境平衡等方面发挥着至 关重要的作用。饮用水水源直接关系到广大居民的人体健康，与人类的生存息息相关。但 是，随着社会经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高，污染物排放量逐年增加，水环境 污染问题日益严重，饮用水安全受到威胁，对生态环境和人类健康造成了危害。近年来工 农业的快速发展和人口的迅速增加，使得我国水资源日益短缺，水资源污染日益严重。水 资源污染按污染物质的性质可分为物理污染、化学污染和生物污染三种类型。我国饮用水 污染主要是化学污染和生物污染两类。资料显示，化学污染从20世纪90年代开始发生， 主要由工业排放物引起。在近20年的152起饮用水污染事故中，化学污染事故45起，占 29. 6% ;生物污染事故105起，占69. 1%。其中2起饮用水污染事故既有化学污染又有生物 污染。按污染环节可分为水源污染、管网及二次供水污染事故。我国发生的饮水事故中，以 水源污染为主，占污染事故总数的56. 6%。随着自来水的普及，管网及二次供水污染事故越 来越多，蓄水池、贮水箱和自来水管网污染占到总量的38. 2%。为了防止水质污染，很多国家 都已重视地表水及生活饮用水的钡含量的监测，我国于2006年12月29日修订并颁布了 GB 5749-2006《生活饮用水卫生标准》，于2007年7月1日实施，该标准已将钡列为检验项 目，并明确规定钡的限量标准为0.7 mg/L。
[0004] 目前，国内外对水中钡的测定方法主要有硫酸钡比浊法、火焰原子吸收法、石墨 炉原子吸收法、电感藕合等离子光谱法（ICP-AES)及电感藕合等离子光谱-质谱联用法 ICP-MS，这些方法中所用试剂、器皿较多，操作繁琐、费时，且ICP-AES、ICP-MS依赖大型贵 重仪器，需要由受过专业训练的技术人员来完成，局限在专业实验室内进行，无法满足现场 快速测定的需要，并且也不利于方法的普及。试纸法是把化学反应从试管或化学器皿里移 到滤纸上进行，利用迅速产生明显颜色的化学反应进行目视定性或半定量分析。试纸法携 带方便、操作简单、检测速度快、价格便宜、对操作员要求低、检测可在室温下顺利进行，非 常适合现场快速检测。
[0005] 因此，建立一种灵敏、方便、快速的饮用水及水源中钡离子检测试纸条及检测方 法，已经是一个亟需解决的问题。
【发明内容】
[0006] 为了克服上述现有技术中的不足，本发明的提供一种检测灵敏度高、准确性好，操 作简便、省时、结果稳定可靠、能广泛用于食品安全与卫生领域钡离子的检测试纸条及其检 测方法。
[0007] 本发明的目的是这样实现的： 一种饮用水及水源中钡离子（Ba2+)检测试纸条及检测方法，其特征在于：包括检测试 纸条和Ba2+标准比色卡；所述的检测试纸条由样品层、共存金属离子掩蔽区、显色助剂层、 显色层、吸水层、支撑板组装而成；所述的Ba 2+标准比色卡由9个色块组成，从浅到深对应于 Ba2+浓度梯度分别为 0· 0、0· 2、0· 5、0· 7、L 0、L 2、L 5、L 8、2. 0 mg/L。
[0008] 所述的检测试纸条样品层为1~2cmX 1~2cm玻璃棉制成；所述的共存金属离子 掩蔽层的制备方法为：将聚丙烯（PP)滤纸浸入5~10g/L NH4F溶液的5~10min后，放入真 空冷冻干燥箱内，真空压力10~15Pa，冷阱温度-30~-50°C，干燥时间4~8h，切割成 3 ~5cmX 1 ~2cm〇
[0009] 所述的检测试纸条显色助剂层的制备方法为：将聚丙烯（PP)滤纸浸入4. 08~ 6. 12mol/L的磷酸溶液5~10min后，放入真空冷冻干燥箱内，真空压力10~15Pa，冷阱温 度-30~-50°C，干燥时间4~8h后，将PP滤纸切割成2~4cmX 1~2cm。
[0010] 所述显色层制备步骤如下：将醋酸纤维素膜浸入显色剂5~10g/L的二溴对甲基 偶氮甲磺溶液（DBM-MSA )溶液5~10min后取出，放入真空冷冻干燥箱内，真空压力10~ 15Pa，冷阱温度-30~-50°C，干燥时间4~8h后，切割成2~5cmX 1~2cm，备用组装；所 述的吸水层为2~5cmX 1~2cm的吸水纸；所述的支撑板为12~16cmX 1~2cm的PVC 板；；将样品层、共存金属离子掩蔽区、显色助剂层、显色层、吸水层、依次黏贴在PVC板上， 组装成试纸。
[0011] 所述Ba2+标准比色卡的具体制备步骤如下： (1) 配成 〇· 〇、〇· 2、0· 5、0· 7、L 0、L 2、L 5、L 8、2. 0 mg/L 的 Ba2+标准系列溶液，加入 0. 5~2mL 4. 08~6. 12mol/L的磷酸溶液后摇匀，把浸泽过显色剂二溴对甲基偶氮甲磺溶 液（DBM-MSA )的醋酸纤维素膜显色层放入Ba2+标准系列溶液进行显色反应3~5min ; (2) 依据不同Ba2+标准系列溶液在试纸上的显色结果，利用测色仪测量试纸显色的色 度值，利用颜色模块软件对色彩数据进行模拟，制作标准比色块；按标准溶液从低到高，排 列、粘贴，制成Ba 2+标准比色卡。
[0012] 所述的检测方法具体步骤如下：取Ba2+检测试纸条，把样品层浸入待测水样，显色 反应进行3~5min后，与Ba 2+标准比色卡，即得到待测水样中Ba2+的浓度范围。
[0013] 水源中钙离子（Ca2+)和微量的铅离子（Pb2+)和锶离子（Sr2+)与二溴对甲基偶氮甲 磺发生络合反应，生产蓝色的化合物，因此，铅离子（Pb 2+)、钙离子（Ca2+)和锶离子（Sr2+)的 掩蔽对于Ba2+测定显得非常重要。本发明中采用NH4F作为掩蔽剂制作共存金属离子掩蔽 层。掩蔽剂的掩蔽原理为以NH4F为沉淀剂是利用氟化铵与水中的Ca2+、Pb2+和Sr 2+离子发 生化学反应，生成难溶的氟化钙、氟化铅和氟化锶沉淀，从而脱除钙、铅和锶。化学反应方 程式如下：
【主权项】
1. 一种饮用水及水源中钡离子检测试纸条，其特征在于：包括检测试纸条和钡离子标 准比色卡；所述的检测试纸条由样品层（1)、共存金属离子掩蔽层（2)、显色助剂层（3)、显 色层（4)、吸水层（5)、支撑板（6)组装而成；所述的钡离子标准比色卡由9个色块组成，从 浅到深对应于Ba2+浓度梯度分别为 0? 0、0? 2、0. 5、0. 7、1. 0、1. 2、1. 5、1. 8、2.Omg/L。
2. 根据权利要求I所述饮用水及水源中钡离子检测试纸条，其特征在于：所述的检测 试纸条样品层为1~2cmX1~2cm的玻璃棉；所述的共存金属离子掩蔽层的制备方法为： 将聚丙烯滤纸浸入5~10g/L的NH4F溶液5~10min后，放入真空冷冻干燥箱内，真空压 力10~15Pa，冷讲温度-30~_50°C，干燥时间4~8h，切割成3~5cmX1~2cm。
3. 根据权利要求1所述的饮用水及水源中Ba2+检测试纸条，其特征在于：所述的检 测试纸条显色助剂层的制备方法为：将聚丙烯滤纸浸入4. 08~6. 12mol/L的磷酸溶液 5~10min后，放入真空冷冻干燥箱内，真空压力10~15Pa，冷阱温度-30~-50°C，干燥时 间4~8h后，将聚丙稀滤纸切割成2~4cmX1~2cm。
4. 根据权利要求1所述的饮用水及水源中钡离子检测试纸条，其特征在于所述显色 层制备步骤如下：将醋酸纤维素膜浸入显色剂5~10g/L的二溴对甲基偶氮甲磺溶液溶液 5~10min后取出，放入真空冷冻干燥箱内，真空压力10~15Pa，冷阱温度-30~-50°C，干 燥时间4~8h后，切割成2~5cmX1~2cm，备用组装；所述的吸水层为2~5cmX1~2cm 的吸水纸；所述的支撑板为12~16cmX1~2cm的PVC板；将样品层、共存金属离子掩蔽 区、显色助剂层、显色层、吸水层、依次黏贴在PVC板上，组装成检测试纸条。
5. 根据权利要求1所述的饮用水及水源中Ba2+检测试纸条，其特征在于：所述Ba2+标 准比色卡的具体制备步骤如下： (1) 配成 〇? 〇、〇? 2、0. 5、0. 7、1. 0、1. 2、1. 5、1. 8、2. 0mg/L的Ba2+标准系列溶液，加入 0.5~2mL4. 08~6. 12mol/L磷酸溶液后摇匀，把浸泽过显色剂二溴对甲基偶氮甲磺溶液 的醋酸纤维素膜显色层放入Ba2+标准系列溶液进行显色反应3~5min; (2) 依据不同Ba2+标准系列溶液在试纸上的显色结果，利用测色仪测量试纸显色的色 度值，利用颜色模块软件对色彩数据进行模拟，制作标准比色块；按标准溶液从低到高，排 列、粘贴，制成Ba2+标准比色卡。
6. 用权利要求1所述的饮用水及水源中钡离子检测试纸条的检测方法，其特征在于： 取Ba2+检测试纸条，把样品层浸入待测水样，显色反应进行3~5min后，与Ba2+标准比色 卡，即得到待测水样中Ba2+的浓度范围。
【专利摘要】本发明公开了一种用于检测饮用水及水源中钡离子试纸条及检测方法，该检测试纸条包括检测试纸条和Ba2+标准比色卡；所述的检测试纸条由样品层(1)、共存金属离子掩蔽层(2)、显色助剂层(3)、显色层(4)、吸水层(5)、支撑板(6)组装而成；所述的Ba2+标准比色卡由9个色块组成，从浅到深对应于Ba2+浓度梯度分别为0.0、0.2、0.5、0.7、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mg/L；共存金属离子掩蔽剂为NH4F；显色助剂为磷酸；显色剂为二溴对甲基偶氮甲磺，根据待测水样中显色程度与标准比色卡的对比，快速判定Ba2+的含量范围。该检测试纸条用于饮用水及水源中Ba2+快速检测，方法简单、快捷、方便，成本低廉，易于实施推广。
【IPC分类】G01N21-78
【公开号】CN104792781
【申请号】CN201510216360
【发明人】张舒捷
【申请人】张舒捷
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月30日