專利名稱：水質(zhì)鎳離子流動注射在線分析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用分光光度分析水中鎳離子(M2+)含量的水質(zhì)鎳離子流動注射在線分析裝置，屬化學(xué)分析和水環(huán)境監(jiān)測分析領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鎳是自然界分布較廣的一種元素，是工業(yè)、國防和人類日常生活中廣泛應(yīng)用的一種有色金屬。鎳也是人體必需的微量元素，它的缺乏會導(dǎo)致人體新陳代謝的失調(diào)、磷質(zhì)代謝異常，引發(fā)肝脂質(zhì)和肝硬化，甚至出現(xiàn)腎衰和尿毒癥。但過量的鎳會引起DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)和DNA-單鏈斷裂、導(dǎo)致細(xì)胞毒性作用和DNA損傷、改變活細(xì)胞的基因表達(dá)、能夠產(chǎn)生致敏反應(yīng)，對機(jī)體產(chǎn)生不良影響，導(dǎo)致多裝置、多器官損傷，并有致癌作用。因此，必須嚴(yán)格監(jiān)測地表水及相關(guān)企業(yè)排放水中M2+的含量，以便及時對M2+超標(biāo)的水源采取相應(yīng)的對策，避免產(chǎn)生危害。測定Ni2+的方法很多，其中原子吸收、ICP-AES、熒光法靈敏度高、選擇性好，但因儀器昂貴、不易普及等條件限制；分光光度法是測定M2+的優(yōu)選方法之一，但目前分光光度對水質(zhì)M2+的檢測方法無論是采樣、檢測過程尚停留在手工操作的實(shí)驗(yàn)室階段，檢測操作麻煩，樣品所需檢測時間長，試劑的配制及測試條件存在人為的操作誤差，難以做到完全一致的重復(fù)，影響檢測精確度，不能實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)M2+含量進(jìn)行在線連續(xù)快速的檢測，無法對水系中Ni2+進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水質(zhì)鎳離子流動注射在線分析裝置，它將流動注射和分光光度分析技術(shù)聯(lián)用，可對各種水體，特別是工業(yè)廢水中的鎳離子進(jìn)行實(shí)時在線檢測，操作簡便，檢測快速、精確度高。本水質(zhì)鎳離子流動注射在線分析裝置包含光電流通池D、顯色劑瓶、載流液瓶H、 樣品輸送泵P2、載流液注射泵P1、顯色劑輸送泵P3、載流液三通閥V6、第一采樣六通閥V4 和第二采樣六通閥V5，所述各閥通過毛細(xì)管路與各部件的連接關(guān)系如下載流液三通閥V6的三個接口中，第2接口擇一地與第1接口、第3接口相通；并且， 第1接口連接第一采樣六通閥V4的第3接口，第2接口連接載流液注射泵P1，第3接口連接載流液瓶；第一采樣六通閥V4的六個接口中，第2接口與第1接口或第3接口相通，對應(yīng)地， 第4接口與第3接口或第5接口相通，第5接口與第6接口通或斷；并且，第1接口通過水樣輸送泵P2連接樣品，第4接口通過一段反應(yīng)管T與流通池D連接，第6接口為廢液出口；第二采樣六通閥V5的六個接口中第2接口與第1接口或第3接口相通，對應(yīng)地， 第4接口與第3接口或第5接口相通，第5接口與第6接口通或斷；并且，第1接口通過顯色劑輸送泵P3與顯色劑瓶連接，第2接口與第3接口之間以顯色劑定量管L相連接，第3 接口與第一采樣六通閥V4的第2接口之間、第4接口與與第一采樣六通閥V4的第5接口之間分別以樣品定量管Ls、Ls'相連接；第6接口為廢液出口。所述毛細(xì)管的內(nèi)徑0. 5 1. 25mm，管壁厚度彡0. 8mm。所述各輸送泵均優(yōu)選為蠕動泵。本分析裝置還設(shè)有樣品與標(biāo)樣相切換的兩個電磁三通閥Vl和V2 ；其中第一電磁三通閥中Vl的第1接口與第二電磁三通閥V2的第2接口相連接，第一電磁三通閥Vl的第 2接口與第一采樣六通閥V4的第1接口相連接，第一電磁三通閥Vl的第3接口連接樣品； 第二電磁三通閥V2的第1、第3兩接口分別連接一個標(biāo)樣。所述注射泵Pl是電動恒流泵，以陶瓷、玻璃或不銹鋼等防腐材料制成。本水質(zhì)鎳離子流動注射在線分析裝置以氫氧化鈉-過硫酸銨緩沖溶液為載流液， 由恒流注射泵將載流液連續(xù)注入毛細(xì)管的管路中，通過兩個采樣六通閥的適時轉(zhuǎn)換，將定量樣品(水)及定量丁二酮肟顯色劑切入載流液中；樣品水和顯色劑丁二酮肟被定向流動的載流液推動前進(jìn)，同時，水和顯色劑之間產(chǎn)生有限擴(kuò)散，二者逐漸混合，流經(jīng)反應(yīng)管時，在流動狀態(tài)下，樣品中含有的鎳離子與丁二酮肟反應(yīng)，形成酒紅色可溶性絡(luò)合物，最后流入流通池，并于波長465nm處進(jìn)行分光光度測定，根據(jù)透過光強(qiáng)度的變化值，獲得有相應(yīng)峰高和峰寬的響應(yīng)曲線，利用峰高或峰寬，以空白為參比，計(jì)算求得水樣中水中鎳離子的含量。測量光電壓的峰高，通過吸光度及光電轉(zhuǎn)換計(jì)算出樣品的鎳離子濃度值。裝置內(nèi)的液體最后從流通池出口毛細(xì)管流出(廢液)。本裝置可設(shè)置程序控制系統(tǒng)，閥蓋的旋轉(zhuǎn)和吸入液量通過控制程序自動執(zhí)行，并可遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)。本裝置的樣品及顯色劑分別以定長毛細(xì)管作為采樣定量，采取的樣品及顯色劑定量精確，而且通過對注射泵的控制，流體在毛細(xì)管裝置中的流速是恒定的，因此在一定的留存時間內(nèi)，樣品在載流液中的分散狀態(tài)具有高度重現(xiàn)性，確保測量結(jié)果準(zhǔn)確；本裝置利用其峰寬信息，測量靈敏度高，并具有很寬的測量范圍(O. 1 10mg/L)；每次吸入的水樣是微量的，試劑的消耗量非常低，大大節(jié)約了檢測裝置運(yùn)營成本。本裝置流路簡單，測定速度快， 反應(yīng)所需時間短，完成一次水樣檢測分析最短只需8分鐘，實(shí)現(xiàn)真正意義上的實(shí)時在線監(jiān)測。使其結(jié)構(gòu)簡單，故障率很低。用于對飲用水，工業(yè)循環(huán)冷卻水中鎳離子的在線監(jiān)控，簡便而快速地獲得即時的分析數(shù)據(jù)，特別是對于特發(fā)性重大的水污染事故，可及時發(fā)現(xiàn)，及時上報，及時處理，為消除隱患爭取了寶貴的時間。


圖1是本發(fā)明水質(zhì)鎳離子流動注射在線分析裝置測量狀態(tài)流路原理圖。圖2是本發(fā)明水質(zhì)鎳離子流動注射在線分析裝置采樣狀態(tài)流路原理圖。圖中，圖中各標(biāo)記表示為B1、B2-標(biāo)樣、D-光電流通池、H-載流液瓶、L-顯色劑定量管、Ls、Ls'-樣品定量管，Pl-載流液注射泵，P2、P3-蠕動泵，S-樣品，T-反應(yīng)管，Vl-第一電磁三通閥，V2-第二電磁三通閥，V4-第一采樣六通閥，V5-第二采樣六通閥，V6-載流液三通閥，W1、W2-廢液(瓶)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合

本流動注射快速分析水中鎳離子裝置的實(shí)例結(jié)構(gòu)及測試過程。各實(shí)施例流動注射分析裝置中的管路均為內(nèi)徑1. 0mm，外徑2. 85mm的聚四氟乙烯
4毛細(xì)管，載流液注射泵Pl是電動恒流泵，泵體以陶瓷、玻璃或不銹鋼等防腐蝕材料制成。鎳離子流動注射在線分析涉及的各試劑配制方法如下(1)顯色劑稱取5. Og 丁二酮肟(C4H8N2O2)和25. Og氫氧化鈉(NaOH)于500mL燒杯中，用蒸餾水溶解后定容于500mL容量瓶中。(于棕色瓶中避光保存，至少可穩(wěn)定存在2周)。(2)載流液稱取4. Og氫氧化鈉于IOOOmL燒杯中，用適量蒸餾水溶解，再稱取3. Og過硫酸銨于該燒杯中，攪拌溶解后定容于2000mL容量瓶中。(3)鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液(1. Omg/mL)可直接購買也可自己配制，具體配制過程如下將1. OOOg金屬鎳(> 99. 9% )加熱溶解于30mL硝酸中，冷卻后用純水稀釋至IOOOmL,配制標(biāo)樣時，用此鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液加純水稀釋至所需標(biāo)樣的濃度。實(shí)施例1水質(zhì)鎳離子流動注射在線分析裝置的結(jié)構(gòu)見圖1，第一采樣六通閥V4(下簡稱閥V4)和第二采樣六通閥V5(下簡稱閥V5)，兩閥的閥座上均設(shè)有六個接口，即第1接口(下簡稱接口 1) 第6接口(下簡稱接口 6)，閥蓋的內(nèi)側(cè)設(shè)有三個弧形槽，三個弧形槽的端部可對應(yīng)重合在閥座的六個接口上；旋轉(zhuǎn)閥蓋， 可使弧形槽順時針或逆時針轉(zhuǎn)過一個弧度間隔，從而變換閥內(nèi)各接口之間的通、斷關(guān)系。樣品定量管Ls、Ls'是兩段定長毛細(xì)管，分別連接于閥V4的接口 2和閥V5的接口 3之間、閥 V4的接口 5和閥V5的接口 4之間；顯色劑定量管L連接于閥V5的接口 2和接口 5之間； 轉(zhuǎn)動閥V4和閥V5的閥蓋，使弧形槽順時針或逆時針移動一個弧形槽間隔，可改變樣品定量管Ls、Ls’及顯色劑定量管L在裝置中的連接關(guān)系，使閥V4和閥V5處于圖1的測量狀態(tài)(A 態(tài))或圖2的采樣狀態(tài)(B態(tài))。閥V4的其它接口的連接關(guān)系為接口 1通過蠕動泵P2(下簡稱泵P》與第一電磁三通閥Vl (下稱閥VI)的接口 2相通，接口 3與載流液三通閥V6(下簡稱閥V6)的接口 1相連，接口 4通過一段反應(yīng)管L與光電流通池D相連，接口 6為廢液出口。閥V5的其它接口連接關(guān)系為接口 1經(jīng)蠕動泵P3(下簡稱泵P3)與顯色劑貯瓶相連， 接口 6是廢液出口。閥V6的閥座設(shè)有三個接口，閥蓋設(shè)有一個弧形槽，通過轉(zhuǎn)動閥V6的閥蓋，可使接口 2選擇與接口 3或接口 2相通。閥V6的接口 1與載流液瓶H相連，接口 2與注射泵Pl相連。本裝置在常溫下即可發(fā)生反應(yīng)，無需加熱，使裝置更加簡單。實(shí)施例2用水質(zhì)鎳離子流動注射在線分析裝置進(jìn)行鎳離子濃度的分析方法一.清洗程序先將圖1中的閥V6轉(zhuǎn)至接口 2與接口 3相通，啟動電動陶瓷載流液注射泵Pl (下簡稱注射泵Pl)至吸入態(tài)，從載流液瓶H中吸入載流液的腔內(nèi)，吸滿后停泵；隨后將閥V6轉(zhuǎn)至接口 2與接口 1相通(如圖1狀態(tài))，將閥V4和閥V5調(diào)至如圖1所示的A態(tài)，注射泵Pl 至注射態(tài)，將注射泵Pl腔內(nèi)的載流液按以下流路向前推進(jìn)注射泵Pl —閥V6的接口 2 —接口 1 —閥V4的接口 3 —接口 2 —水樣采樣管Ls — 閥V5的接口 3 —接口 2 —顯色劑定量管L —閥V5的接口 5 —接口 4 —水樣采樣管Ls’ 一閥V4的接口 5 —接口 4 —反應(yīng)管T —流通池D —廢液W2。載流液對以上流路進(jìn)行了清洗， 清洗完畢，停泵Pl。
二 ·采樣程序(見圖2):①樣品的采取電磁閥Vl調(diào)至接口 2與接口 3相通，閥V4和閥V5轉(zhuǎn)至如圖2的采樣態(tài)(B態(tài))， 啟動蠕動泵P2，樣品(水)經(jīng)泵P2通入以下流路樣品S —閥Vl的接口 3 —接口 2 —閥V4的接口 1 —接口 2 —水樣采樣管Ls — V5 的接口 3 —接口 4 —水樣采樣管Ls，一 V4的接口 5 —接口 6 —廢液Wl。采樣管Ls和Ls， 均注滿樣品(水)后，繼續(xù)運(yùn)行15 20秒，停止蠕動泵P2。如需要采取標(biāo)樣Bi，則將閥Vl調(diào)至接口 2與接口 1相通，將閥V2調(diào)至接口 2與接口 3相通，則標(biāo)樣Bl的采樣按下流路標(biāo)樣Bi—閥V2的接口 3—接口 2—閥Vl的接口 1—接口 2—閥V4的接口 1 — 接口 2 —水樣采樣管Ls — V5的接口 3 —接口 4 —水樣采樣管Ls’ 一 V4的接口 5 —接口 6—廢液W1。此時采樣管Ls和Ls'均注滿了標(biāo)樣Bi。同理，如將閥V2的接口 2調(diào)至與接口 1相通，則可采取標(biāo)樣B2。②顯色劑的采取(見圖2)將閥V5轉(zhuǎn)至如圖2狀態(tài)，啟動蠕動泵P3，顯色劑按下流路流動顯色劑一泵P3—閥V5的接口 1 —接口 2—顯色劑定量管L—閥V5的接口 5 — 接口 6 —廢液瓶W1。至顯色劑定量管L內(nèi)注滿了顯色劑，繼續(xù)運(yùn)行15 20秒，停止蠕動泵 P3。三.測量程序?qū)㈤yV4和閥V5轉(zhuǎn)至如圖1的測量態(tài)(A態(tài))，再次啟動注射泵Pl至注射態(tài)，使載流液按以下流路流動注射泵Pl — V6的接口 2 —接口 1 —閥V4的接口 3 —接口 2 —水樣采樣管Ls —閥V5的接口 3 —接口 2 —顯色劑定量管L —閥V5的接口 5 —接口 4 —采樣管Ls，一閥V4接口的5 —接口 4 —反應(yīng)管T —流通池D —廢液W2，此時，以上測量管路內(nèi)的液體以“載流液I I樣品I I顯色劑I I樣品I I載流液”的順序分布，即顯色劑丁二酮肟液段位于兩段樣品(下稱水樣)段之間。注射泵Pl推動載流液使以上液段向反應(yīng)管T、流通池D方向流動。水樣與顯色劑在流動狀態(tài)下呈現(xiàn)梯度混合，二者在反應(yīng)管T內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，生成酒紅色絡(luò)合物。反應(yīng)液進(jìn)入流通池D后，由波長為465nm光源照射并比色，得出相應(yīng)峰高和峰寬的響應(yīng)曲線圖，將峰高或峰寬經(jīng)與已知M2+濃度的標(biāo)樣試驗(yàn)曲線比較，通過計(jì)算即得出水樣中水中鎳離子的含量。表1是用本流動注射裝置檢測三個樣品檢測數(shù)據(jù)，三個樣品均通過配制而得，表中列出了三個樣品Ni2+的配制濃度值，用于驗(yàn)證檢測數(shù)據(jù)的可靠性。表 權(quán)利要求
1.水質(zhì)鎳離子流動注射在線分析裝置，其特征是包含光電流通池(D)、顯色劑瓶、載流液瓶(H)、水樣輸送泵(P》、載流液注射泵(Pl)、顯色劑輸送泵(P； )、載流液三通閥(V6)、第一采樣六通閥V4和第二采樣六通閥(V5)，所述各閥通過毛細(xì)管路與各部件的連接關(guān)系如下載流液三通閥(V6)的三個接口中，第2接口擇一地與第1接口、第3接口相通；并且， 第1接口連接第一采樣六通閥(V4)的第3接口，第2接口連接載流液注射泵(Pl)，第3接口連接載流液瓶；第一采樣六通閥(V4)的六個接口中，第2接口與第1接口或第3接口相通，對應(yīng)地，第 4接口與第3接口或第5接口相通，第5接口與第6接口通或斷；并且，第1接口通過樣品輸送泵(P》連接樣品，第4接口通過一段反應(yīng)管(T)與流通池連接，第6接口為廢液出口 ；第二采樣六通閥(^)的六個接口中第2接口與第1接口或第3接口相通，對應(yīng)地，第 4接口與第3接口或第5接口相通，第5接口與第6接口通或斷；并且，第1接口通過顯色劑輸送泵(P； )與顯色劑瓶連接，第2接口與第3接口之間以顯色劑定量管(L)相連接，第3 接口與第一采樣六通閥V4的第2接口之間、第4接口與與第一采樣六通閥V4的第5接口之間分別以樣品定量管Ls、Ls'連接；第6接口為廢液出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)鎳離子流動注射在線分析裝置，其特征是所述毛細(xì)管的內(nèi)徑0. 5 1. 25mm,管壁厚度彡0. 8mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水質(zhì)鎳離子流動注射在線分析裝置，其特征是所述注射泵 (Pl)是電動恒流泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水質(zhì)鎳離子流動注射在線分析裝置，其特征是所述各輸送泵均為蠕動泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的水質(zhì)鎳離子流動注射在線分析裝置，其特征是設(shè)有樣品與標(biāo)樣相切換的兩個電磁三通閥(Vl)和(V2)；其中第一電磁三通閥(VI)中的第 1接口與第二電磁三通閥(V2)的第2接口相連接，第一電磁三通閥(Vl)的第2接口與第一采樣六通閥(V4)的第1接口相連接，第一電磁三通閥(Vl)的第3接口連接樣品源；第二電磁三通閥(M)的第1、第3兩接口分別連接一個標(biāo)樣源；兩電磁三通閥中的第2接口均與各自的第1接口、第3接口擇一相通。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水質(zhì)鎳離子流動注射在線分析裝置，由光電流通池、顯色劑液瓶、載流液瓶、水樣蠕動泵、載流液注射泵、顯色劑蠕動泵、載流液三通閥、第一采樣六通閥和第二采樣六通閥通過毛細(xì)管路連接成裝置。本裝置以氫氧化鈉-過硫酸銨緩沖溶液為載流液，定量的水樣和顯色劑丁二酮肟被定向流動的載流液推動，在流動過程中，鎳離子與丁二酮肟反應(yīng)形成酒紅色可溶性絡(luò)合物，最后從流通池通過，并于波長465nm處進(jìn)行分光光度測定，獲得水樣中水中鎳離子的含量。本裝置流路簡單，測定速度快，反應(yīng)所需時間短，完成一次水樣檢測分析最短只需8分鐘，實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)的鎳離子濃度進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)測。
文檔編號G01N35/02GK102200539SQ20111008062
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者洪陵成 申請人:江蘇德林環(huán)保技術(shù)有限公司