巯基纸富集分离比色法测定水中痕量铅的方法与流程

本发明属于环境检测领域，尤其是一种巯基纸富集分离比色法测定水中痕量铅的方法。

背景技术

目前测定环境水中微量铅的方法有双硫腙比色法、原子吸收光度法、极谱法、原子荧光法等，这些方法有的需要昂贵的仪器，有的分析步骤比较复杂，更重要的是有的方法需要有毒溶剂萃取，剧毒氰化钾做掩蔽剂。近年来用玫瑰红酸钠测定铅代替双硫腙法有所报导，铅和玫瑰红酸钠反应生成稳定的紫红色络合物，铅质量浓度在8mg/l-20mg/l范围内符合比尔定律，最大吸收波长在546nm，表现摩尔系数为1.50x10⁴，回收率为96.8-104％样品测定结果与国标双硫腙法无显著差异。但是玫瑰红酸钠测定铅的最极限浓度为8mg/l，而水中重金属铅的限量，生活用水限量为0.2mg/l，农业用水为0.3mg/l，所以水中铅直接用玫瑰红酸钠测定是不可能的，必须经过富集、分离。

目前采用的富集技术有环炉技术和巯基载体技术，其中环炉技术操作起来复杂、费时，巯基载体技术有巯基棉、巯基树脂、巯基炭等，这些技术，需要进行接枝，设备制备，而且需要进行淋洗，降低了测定灵敏度。

经过检索，与本申请相关的专利文献公开内容如下：

cn104048959b公开一种超痕量铅镉离子检测方法，包括以下步骤：(1)对待测样品进行酸化处理：向待测样品中加入盐酸或者硝酸，调节其ph值在1至4之间，获得酸化样品；(2)将步骤(1)中获得的酸化样品去除hg²⁺和zn²⁺，获得净化样品；(3)将步骤(2)中获得的净化样品，用缓冲液稀释，调节其ph值在6至9之间，获得中性样品；(4)将步骤(3)中获得的中性样品与双硫腙接触，反应生成铅镉离子-双硫腙络合物；(5)向步骤(4)中生成的铅镉离子-双硫腙络合物添加硫化物溶液，使得铅镉离子-双硫腙络合物完全反应，生成pbs和/或cds，获得含pbs和/或cds的混合物；(6)将步骤(5)中获得的含pbs和/或cds的混合物进行银染反应，反应5至30分钟，获得反应产物，根据所述反应产物的灰度，按照灰度值越大待测样品中铅镉离子浓度越高的原则，确定待测样品中铅镉离子浓度。

cn105823668a公开一种饮品中超痕量铅镉离子非平衡富集与测量方法，具体步骤是：1)结合剂的预处理用醋酸纤维素透析膜制成透析袋，将结合剂海藻酸钠装入透析袋内，在去离子水中浸泡12h～72h纯化；2)采集装置安装将纯化后的海藻酸钠配成0.001mol/l～0.005mol/l海藻酸钠水溶液，按照采集装置容积量取海藻酸钠溶液装入采集装置中，用醋酸纤维素透析膜将采集装置封好；3)采集装置放置将装有海藻酸钠结合剂的采集装置放于液态饮品中，放置时间为24h～240h，放置时，采集装置透析膜向下，然后固定采集装置；4)采集装置取出并检测取出采集装置，将每个采集装置中富集铅离子和镉离子后的结合剂按照总体积的50％～80％取出，用1％～2％的硝酸定容，测定结合剂中的铅离子和镉离子的累积量；5)饮品中铅镉离子浓度的计算按照公式cm＝m·δg/d·t·a，计算饮品中重金属阳离子的浓度；式中，cm为饮品中铅离子或镉离子的浓度，m为结合剂中铅或镉的累积量，δg为透析膜厚度，d为铅离子或镉离子通过透析膜的扩散系数，t为扩散时间，a为透析膜工作面积。

上述专利都没有公开对水中痕量铅进行测定的相关材料进行详细说明，本专利研制一种巯基纸富集装置，对水中高倍率富集，而且不需淋洗，即可直接进行测定，灵敏度高，方法简单，完全满足生活用水、灌溉用水中痕量铅的测定。

技术实现要素：

针对目前环保对水中重金属铅富集、分离测定的技术要求和现状，本发明提出一种方法简单、富集倍率高、不需淋洗、检测残液可环保排放的巯基纸富集分离比色法测定水中痕量铅的方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种巯基纸富集分离比色法测定水中痕量铅的方法，步骤如下：

一、巯基纸的制备

(1)巯基接枝液

将60.0ml巯基乙酸，加入36.0ml乙酸酐，24.0ml冰乙酸，10滴浓硫酸，摇匀，密封避光保存；

(2)巯基接枝

①将中速定性滤纸条浸没入上述巯基接枝液中，浸泡24h；

②取出滤纸条，在蒸馏水中摇动清洗10min，再在另一干净的蒸馏水中摇动清洗10min后，取出避光晾干；

③将晾干的巯基纸条压平，用定型器切成圆片，备用；

二、将制备的巯基纸放入到巯基纸富集水中铅的简易装置中的巯基纸固定器中，进行测试，测试方法如下：

①富集

将底部装有巯基纸固定器的漏斗放于废液收集器上；

将预测水样200ml，注入漏斗，流速控制在30ml/min之内，待水样全部流出后，静置5min；

②解析

将富集了水中铅的巯基纸圆片，取出，放入比色管中加入1mlph＝2的hcl,浸泡2min，并不断振摇；

③显色

加入2ml缓冲溶液，增溶剂1ml，显色剂玫瑰红酸钠溶液(0.5％)，4滴，振摇反应10min；

④比色

将巯基纸圆片上边缘提出液面，使圆片附于比色管内壁并以此为背景与标准比色板比色，确定所测水样中铅的含量。

而且，标准比色板制备方法如下：

①配制0,0.1，0.2，0.3mg/l铅标准液；

②上述标准液各取200ml，分别按上述测试步骤二中①富集②解析③显色步骤处理；

③将巯基纸圆片，上边缘提出液面，使圆片附于比色管内壁，并以此为背景，分别照像，制成标准色板。

而且，所述增溶剂是乳化剂op的14wt％水溶液。

而且，所述缓冲溶液的ph＝7.37。

而且，巯基纸富集水中铅的简易装置的结构为：包括漏斗、巯基纸固定器以及废液收集器，所述漏斗同轴置于废液收集器上部，漏斗的下支管外缘同轴固装巯基纸固定器，巯基纸固定器内嵌装巯基纸，巯基纸固定器与带有硅胶套的漏斗支管通过螺纹连接锁紧；

所述漏斗为锥形玻璃漏斗，其下部一体制有支管，支管管口为平口，支管下部同轴外套有硅胶套，硅胶套的外壁制有外螺纹；

所述巯基纸固定器包括限位夹套、硅胶眼圈以及尾管，所述限位夹套为中空圆柱管，其内壁上部制有与硅胶套外螺纹相配合的内螺纹，所述限位夹套下端部径向向内一体制出限位环，所述尾管的内径和外径均与支管相同，尾管上端径向向外一体制有定位环，所述定位环同轴嵌装在限位环上，限位夹套将尾管连接在漏斗支管的下端部，在漏斗支管下端部与定位环之间同轴嵌装巯基纸；在巯基纸与定位环之间同轴安装一硅胶眼圈。

而且，所述废液收集瓶为带有刻度的广口锥形瓶，其瓶口一侧制有一突出嘴。

而且，所述尾管的下端出水口为斜口。

而且，所述限位夹套的材质为聚乙烯材质。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明提供的方法操作简单，不用昂贵仪器，一般实验室和个人均可操作，为环境用水铅超标，提前预警，提供数据。

2、本发明提供的方法富集倍率高，测定中不用淋洗操作，克服了巯基棉富集法中因淋洗操作，导致试样稀释，提高了测试的灵敏度。

3、本发明提供的方法中巯基纸在富集解析显色后，可作为比色的背景，使比色更易观察。

4、本发明提供的方法操作过程中不使用国标比色法中有毒的萃取剂以及剧毒的氰化物掩蔽剂，因此测试液无毒，操作安全，检测残液可环保排放。

5、本发明提供的方法的选择性好，可有效排除多种离子zn、cd、hg、cr、cu、as、ca、mg等的干扰，检测准确率高，检测精度高。

附图说明

图1为巯基纸富集水中铅的简易装置的结构示意图；

图2为巯基纸富集水中铅的简易装置的局部剖示图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本申请的发明内容作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种巯基纸富集分离比色法测定水中痕量铅的方法，步骤如下：

1、巯基纸的制备

(1)巯基接枝液

将60.0ml巯基乙酸，加入36.0ml乙酸酐，24.0ml冰乙酸，10滴浓硫酸，摇匀，密封避光保存；

(2)巯基接枝

①将中速定性滤纸条浸没入上述巯基接枝液中，浸泡24h。

②取出滤纸条，在蒸馏水中摇动清洗10min，再在另一干净的蒸馏水中摇动清洗10min后，取出避光晾干。

③将晾干的巯基纸条压平，用定型器切成圆片，备用。

2、将制备的巯基纸放入到巯基纸富集水中铅的简易装置中的巯基纸固定器中，进行测试，测试方法如下：

①富集

将底部装有巯基纸固定器的漏斗放于废液收集器上。

将预测水样200ml，注入漏斗，流速控制在30ml/min之内，待水样全部流出后，静置5min。

②解析

将富集了水中铅的巯基纸圆片，取出，放入比色管中加入1mlph＝2的hcl,浸泡2min，并不断振摇。

③显色

加入2ml缓冲溶液(ph＝7.37)，增溶剂1ml，显色剂玫瑰红酸钠溶液(0.5％)，4滴，振摇反应10min。增溶剂是乳化剂op的14wt％水溶液。

④比色

将巯基纸圆片上边缘提出液面，使圆片附于比色管内壁并以此为背景与标准比色板比色，确定所测水样中铅的含量；

3、标准比色板制备方法如下：

①配制0,0.1，0.2，0.3mg/l铅标准液；

②上述标准液各取200ml，分别按上述测试2中①富集②解析③显色步骤处理。

③将巯基纸圆片，上边缘提出液面，使圆片附于比色管内壁，并以此为背景，分别照像，制成标准色板。

本发明中所述的巯基纸富集水中铅的简易装置的结构为，包括漏斗1、巯基纸固定器2以及废液收集器3，所述漏斗同轴置于废液收集器上部，漏斗的下支管外缘同轴固装巯基纸固定器，巯基纸固定器内嵌装高负载巯基纸6，巯基纸固定器与带有硅胶套5的漏斗支管通过螺纹连接锁紧，从而紧密夹装住高负载巯基纸。

所述漏斗为锥形玻璃漏斗，其下部一体制有支管4，支管管口为平口，支管下部同轴外套有硅胶套，硅胶套的下端口与支管下端口齐平，且该硅胶套的外壁制有外螺纹。

所述巯基纸固定器包括限位夹套9、硅胶眼圈7以及尾管10，所述限位夹套为中空圆柱管，其内壁上部制有与硅胶套外螺纹相配合的内螺纹，所述限位夹套下端部径向向内一体制有限位环，所述尾管的内径和外径均与支管相同，尾管上端径向向外一体制有定位环8，所述定位环同轴嵌装在限位环上，限位夹套将尾管连接在漏斗支管的下端部，在漏斗支管下端部与定位环之间同轴嵌装巯基纸，为了增加巯基纸的稳定性，硅胶套外也同轴压装在巯基纸上。

为了提高巯基纸固定器内的尾管与带有硅胶套的漏斗支管之间的密封性，在巯基纸与定位环之间同轴安装一硅胶眼圈，所述硅胶眼圈的内、外直径均与定位环相同，不仅提高了夹装高负载巯基纸的稳固性，而且保证了支管与尾管之间的连接密封性，防止欲测水样在通过高负载巯基纸时渗延至连接缝隙处，从而影响检测结果。

所述废液收集瓶是一个带有刻度的广口锥形瓶，其瓶口一侧制有一突出嘴，既便于倾倒瓶内过滤后的液体，同时在过滤液体时，作为放空口，保持气压不变，从而维持正常过滤速度。