本发明属于分析化学领域，尤其涉及一种水质氨氮的快速测定试剂及其快速测定试纸、检测方法。
背景技术：
水中的氨氮是指以游离氨(NH3)和离子铵(NH4+)形式存在的氮，其来源主要是生活污水中含氮有机物受微生物作用分解的产物、某些工业废水及农田排水。此外，死亡的鱼、虾以及残余饲料等在细菌的作用下也逐渐分解产生氨。氨氮含量较高时，对鱼类呈现毒副作用，对人体也有不同程度的危害。因此，氨氮含量的多少是判断水体污染程度的重要标志之一。氨氮是我国水体环境监测的重要指标，是各级监测站点的必测项目。
氨氮的检测方法多数是在实验室中进行，如：纳氏试剂法、水杨酸法、电极法、离子色谱法、流动注射法等。随着现代分析化学的发展，传统的氨氮分析方法在分析效率、分析能力上的局限性越来越明显，在复杂水体体系分析中的应用受到限制。如F-HZ-HJ-SZ-0017规定氨氮测定方法为纳氏试剂比色法，该方法适用于生活饮用水、地表水及地下水氨氮的检测。这一方法需要配制纳氏试剂，需要专门的分析实验室和专业分析化验人员，无法实现现场快速检测。
因此，有必要提供一种测试操作简便、可实现现场快速检测水中氨氮的快速测定试剂及其快速测定试纸、检测方法。
技术实现要素：
本发明的目的之一在于提供一种水质氨氮的快速测定试剂，为实现该目的，水质氨氮的快速测定试剂包括以下组分：指示剂2.0～8.0g/L；掩蔽剂0.44～0.56 g/L；吸附剂80.0～100.0g/L；pH调节剂1.30～3.05mol/L；以及纯水。
较佳地，所述指示剂为碘化汞和碘化钾的混合物，所述碘化汞在所述快速测定试剂中的浓度为1.0～5.0g/L，所述碘化钾在所述快速测定试剂中的浓度为1.0～3.0g/L。
较佳地，所述掩蔽剂为酒石酸钠、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钠中的至少一种。
较佳地，所述吸附剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、阿拉伯树胶中的至少一种。
较佳地，所述pH调节剂包括氢氧化物，以及三羟甲基氨基甲烷、甘氨酸或硼砂中的一种，所述三羟甲基氨基甲烷的浓度为1.05～1.35mol/L，所述甘氨酸的浓度为0.2～0.4mol/L，所述硼砂的浓度为0.1～0.4mol/L，所述氢氧化物的浓度为1.2～1.8mol/L，所述氢氧化物可为氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化锂。加入所述PH调节剂后所述快速测定试剂的PH值可达12以上。
较佳地，所述快速测定试剂还包括有氯化钠，所述氯化钠在所述快速测定试剂中的浓度为0.18～0.3mol/L。
本发明的另一目的在于提供一种使用如上所述的快速测定试剂制作的快速测定试纸，所述快速测定试纸包括滤纸以及经浸润干燥后附着在其上的快速测定试剂。
较佳地，所述快速测定试纸还包括一底板，所述滤纸裁切至设定尺寸后粘附于所述底板上。
较佳地，所述滤纸浸润于所述快速测定试剂中的时间为5～30min。
本发明的再一目的在于提供一种使用如上所述的快速测定试纸来测定水中氨氮的检测方法，所述检测方法包括：
(1)待测样品浸润所述快速测定试纸；以及
(2)显色后与标准色进行比对，得到待测样品的氨氮浓度值。
较佳地，步骤(1)为将所述快速测定试纸浸入所述待测样品中至少15s，然后取出所述快速测定试纸并去除其上多余的溶液。
较佳地，所述检测方法还包括制备标准色的步骤：配置一组具有浓度梯度的氨氮标准溶液，每一所述氨氮标准溶液中浸入一所述快速测定试纸，取出所 述快速测定试纸并待其显色，所述快速测定试纸所呈现的颜色即为该组氨氮标准溶液的标准色。
较佳地，对照潘通色卡得到各标准色的色值，即可得到标准色色卡，将所述快速测定试纸呈现的颜色与所述标准色色卡进行比对。
现有技术相比，本发明涉及可快速测定水中氨氮的测定试剂、快速测定试纸及检测方法，其有益效果包括：
(1)本发明提供了一种灵敏度高、稳定性好、操作简便、经济实用且能现场快速检测水质氨氮的方法，只需要将快速测定试纸浸入待测样品中15秒后取出，根据显色结果与标准色进行比对即可完成测试，测试过程大大简化，对于工业用水及生活饮用水等水质总硬度的现场半定量测定有着重要的意义。
(2)快速测定试剂中含有吸附剂，在测定过程中快速测定试纸吸附的物质不析出；该方法响应时间快，5秒内即可显色；快速测定试纸量程宽，为0～400mg/L；测试速度快，半分钟内即可完成一个样品测试。
(3)本发明的快速测定试纸在室温条件下、避光密闭保存，保质期至少可达到12个月，试纸的面积小，单次测试的试剂用量只有普通实验室方法的几百分之一，且测试过程简单，无需其它仪器和配件，可大大节约测试成本，试纸的可持式底板可避免拿取的过程中试样被人手污染，十分安全可靠。
(4)本发明可广泛用于生活饮用水及其水源水、地表水、地下水、工业用水、废水等水质氨氮的快速测定。
具体实施方式
下面将阐述本发明几个不同的最佳实施例。
本发明旨在提供一种水质氨氮的快速测定试剂、快速测定试纸及检测方法。
其中，水质氨氮的快速测定试剂包括以下组分：指示剂2.0～8.0g/L；掩蔽剂0.44～0.56g/L；吸附剂80.0～100.0g/L；pH调节剂1.30～3.05mol/L；以及纯水。其中，指示剂为碘化汞和碘化钾的混合物，碘化汞在快速测定试剂中的浓度为1.0～5.0g/L，碘化钾在快速测定试剂中的浓度为1.0～3.0g/L。掩蔽剂为酒石酸钠、 乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钠中的至少一种；最佳地，掩蔽剂为酒石酸钠。吸附剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、阿拉伯树胶中的至少一种；最佳地，吸附剂为聚乙烯醇。pH调节剂包括氢氧化物，以及三羟甲基氨基甲烷、甘氨酸或硼砂中的一种。即PH调节剂可为氢氧化物与三羟甲基氨基甲烷的混合物，或为氢氧化物与甘氨酸的混合物，或为氢氧化物与硼砂的混合物。其中，三羟甲基氨基甲烷的浓度为1.05～1.35mol/L，甘氨酸的浓度为0.2～0.4mol/L，硼砂的浓度为0.1～0.4mol/L，氢氧化物的浓度为1.2～1.8mol/L，氢氧化物可为氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化锂。进一步，氢氧化物为氢氧化锂时，其在快速测定试剂中的浓度为1.40～1.70mol/L。加入PH调节剂后快速测定试剂的PH值可达12以上。较佳地，快速测定试剂还包括有氯化钠，氯化钠在快速测定试剂中的浓度为0.18～0.3mol/L。
使用如上的快速测定试剂制作的快速测定试纸包括滤纸以及经浸润干燥后附着在其上的快速测定试剂。快速测定试纸还包括一底板，滤纸裁切至设定尺寸后粘附于底板上。其中，滤纸浸润于快速测定试剂中的时间为5～30min。
使用该快速测定试纸来测定水中氨氮的检测方法包括：
(1)将快速测定试纸浸入待测样品中至少15s，然后取出快速测定试纸并去除其上多余的溶液；以及
(2)显色后与标准色进行比对，得到待测样品的氨氮浓度值。
制备标准色的步骤包括：配置一组具有浓度梯度的氨氮标准溶液，每一氨氮标准溶液中浸入一快速测定试纸，取出快速测定试纸并待其显色，快速测定试纸所呈现的颜色即为该组氨氮标准溶液的标准色。较佳地，对照潘通色卡得到各标准色的色值，通过电脑调色和印刷，即可得到标准色色卡，将快速测定试纸呈现的颜色与标准色色卡进行比对。
实施例一
快速测定试剂1#的配置：用无氨水配制含1.5g/L碘化汞、1.0g/L碘化钾、0.46g/L酒石酸钠、80g/L聚乙烯醇、1.10mol/L三羟甲基氨基甲烷、1.65mol/L氢氧化锂的混合显色液，充分搅拌后得到快速测定试剂1#。
快速测定试纸1#的制作：将层析滤纸完全浸泡至快速测定试剂1#中约10分钟，取出滤纸，在75℃温度下真空干燥，将层析滤纸切成5×6mm的小块，用胶粘在5×80mm条状的底板一端，得到水质氨氮的快速测定试纸1#。
标准比色卡1#的制作：制备与水质氨氮的快速测定试纸1#配套使用的标准比色卡1#：
1)用无氨水配制浓度为5mg/L的氨氮标准溶液，将水质氨氮快速测定试纸1#浸入标准溶液中，15秒后取出，甩去多余的溶液，待快速测定试纸1#所呈现的颜色稳定后，在潘通色卡上找出对应标准色的色值；
2)同步骤1)所述方法，得到氨氮标准溶液的浓度分别为0mg/L、10mg/L、30mg/L、50mg/L、100mg/L、200mg/L、400mg/L时测定试纸所呈现的标准色的色值；
3)根据得到的各标准色的色值采用电脑调色和印制，得到标准比色卡1#。
实施例二
快速测定试剂2#的配置：用无氨水配制含1.5g/L碘化汞、1.0g/L碘化钾、0.46g/L酒石酸钠、80g/L聚乙烯醇、0.25mol/L甘氨酸、0.25mol/L氯化钠、1.31mol/L氢氧化钠的混合显色液，充分搅拌后得到快速测定试剂2#。
快速测定试纸2#的制作：将层析滤纸完全浸泡至快速测定试剂2#中约10分钟，取出滤纸，在75℃温度下真空干燥，将层析滤纸切成5×6mm的小块，用胶粘在5×80mm条状的底板一端，得到水质氨氮的快速测定试纸2#。
标准比色卡2#的制作：制备与水质氨氮的快速测定试纸2#配套使用的标准比色卡2#：
1)用无氨水配制浓度为5mg/L的氨氮标准溶液，将水质氨氮快速测定试纸2#浸入标准溶液中，15秒后取出，甩去多余的溶液，待快速测定试纸2#所呈现的颜色稳定后，在潘通色卡上找出对应标准色的色值；
2)同步骤1)所述方法，得到氨氮标准溶液的浓度分别为0mg/L、10mg/L、30mg/L、50mg/L、100mg/L、200mg/L、400mg/L时测定试纸所呈现的标准色的色值；
3)根据得到的各标准色的色值采用电脑调色和印制，得到标准比色卡2#。
实施例三
快速测定试剂3#的配置：用无氨水配制含1.5g/L碘化汞、1.0g/L碘化钾、0.46g/L酒石酸钠、80g/L聚乙烯醇、0.38mol/L硼砂、1.27mol/L氢氧化钠的混合显色液，充分搅拌后得到快速测定试剂3#。
快速测定试纸3#的制作：将层析滤纸完全浸泡至快速测定试剂3#中约10分钟，取出滤纸，在75℃温度下真空干燥，将层析滤纸切成5×6mm的小块，用胶粘在5×80mm条状的底板一端，得到水质氨氮的快速测定试纸3#。
标准比色卡3#的制作：制备与水质氨氮的快速测定试纸3#配套使用的标准比色卡3#：
1)用无氨水配制浓度为5mg/L的氨氮标准溶液，将水质氨氮快速测定试纸3#浸入标准溶液中，15秒后取出，甩去多余的溶液，待快速测定试纸3#所呈现的颜色稳定后，在潘通色卡上找出对应标准色的色值；
2)同步骤1)所述方法，得到氨氮标准溶液的浓度分别为0mg/L、10mg/L、30mg/L、50mg/L、100mg/L、200mg/L、400mg/L时测定试纸所呈现的标准色的色值；
3)根据得到的各标准色的色值采用电脑调色和印制，得到标准比色卡3#。
实施例四
快速测定试剂4#的配置：用无氨水配制含1.5g/L碘化汞、1.0g/L碘化钾、0.46g/L酒石酸钠、80g/L聚乙烯醇、0.2mol/L甘氨酸、0.2mol/L氯化钠、1.65mol/L氢氧化钾的混合显色液，充分搅拌后得到快速测定试剂4#。
快速测定试纸4#的制作：将层析滤纸完全浸泡至快速测定试剂4#中约10分钟，取出滤纸，在75℃温度下真空干燥，将层析滤纸切成5×6mm的小块，用胶粘在5×80mm条状的底板一端，得到水质氨氮的快速测定试纸4#。
标准比色卡4#的制作：制备与水质氨氮的快速测定试纸4#配套使用的标准比色卡4#：
1)用无氨水配制浓度为5mg/L的氨氮标准溶液，将水质氨氮快速测定试纸3#浸入标准溶液中，15秒后取出，甩去多余的溶液，待快速测定试纸4#所呈现的颜色稳定后，在潘通色卡上找出对应标准色的色值；
2)同步骤1)所述方法，得到氨氮标准溶液的浓度分别为0mg/L、10mg/L、30mg/L、50mg/L、100mg/L、200mg/L、400mg/L时测定试纸所呈现的标准色的色值；
3)根据得到的各标准色的色值采用电脑调色和印制，得到标准比色卡4#。
测试快速测定试纸1#～4#的稳定性和显色效果：
将快速测定试纸1#～4#置于密实袋中，放置在37℃烘箱中，每隔30天观察试纸外观，进行试纸稳定性测试和显色效果测试。
测试方法为：分别配置0mg/L、5mg/L、10mg/L、30mg/L、50mg/L、100mg/L、200mg/L、400mg/L的氨氮标准溶液，将试纸1#、2#、3#、4#分别插入上述标准溶液中，15秒后取出，甩去试纸上多余的溶液，显色完全后观察显色效果，并分别与配套的标准比色卡对照，得到氨氮数据。
随着氨氮浓度的增加，试纸所显的颜色会由浅黄色-黄色-棕红色-棕色-褐色-深褐色过度。快速测定试纸1#、2#、3#、4#的外观、稳定性测试及显色效果分别如表1～4所示。
表1快速测定试纸1#的测试结果：
表2快速测定试纸2#的测试结果：
表3快速测定试纸3#的测试结果：
表4快速测定试纸4#的测试结果：
由表1～4可知，碘化汞与碘化钾浓度高时，显色速度较快。经测定，快速测定试纸1#、2#、3#、4#的响应时间均少于5秒，显色完全后颜色可稳定3分钟，说明本发明的测定方法测试速度快、稳定性好。
由表1～4可知，实施例1～4中本发明制备的水质氨氮试纸在37℃烘箱中放置90天后，外观和显色均正常，说明该试纸的稳定性很好。
检测快速测定试纸1#、2#、3#、4#的测定效果
选取样品1～12，采用快速测定试纸1#、2#、3#、4#进行氨氮测试效果对比实验。配制一系列不同浓度的氨氮样品溶液，分别采用F-HZ-HJ-SZ-0017标准《水质—铵的测定—纳氏试剂比色法》和本发明的试纸法进行浓度的测定。试纸法测定时，当样品显色液的色调与标准色阶一致时，直接取标准色阶指示 浓度为测得值，若颜色不一致，就根据样品显色液的色调选取两个相邻的标准色阶，得到样品浓度范围。测试结果如表5所示。
表5实际样品测试与加标回收率实验测试结果：
由表5可知：将本发明的水质氨氮的快速检测试剂负载在滤纸上制备成水质氨氮的快速检测试纸，进行氨氮的快速测定，无需任何其它的仪器和配件，操作简单，检测范围广，结果可靠，具有较高的应用价值。
现有技术相比，本发明涉及可快速测定水中氨氮的快速测定试剂、快速测定试纸及检测方法，其有益效果包括：
(1)本发明提供了一种灵敏度高、稳定性好、操作简便、经济实用且能现场快速检测水质氨氮的方法，只需要将快速测定试纸浸入待测样品中15秒后取出，根据显色结果与标准色进行比对即可完成测试，测试过程大大简化，对于 工业用水及生活饮用水等水质总硬度的现场半定量测定有着重要的意义。
(2)快速测定试剂中含有吸附剂，在测定过程中快速测定试纸吸附的物质不析出；该方法响应时间快，5秒内即可显色；快速测定试纸量程宽，为0～400mg/L；测试速度快，半分钟内即可完成一个样品测试。
(3)本发明的快速测定试纸在室温条件下、避光密闭保存，保质期至少可达到12个月，试纸的面积小，单次测试的试剂用量只有普通实验室方法的几百分之一，且测试过程简单，无需其它仪器和配件，可大大节约测试成本，试纸的可持式底板可避免拿取的过程中试样被人手污染，十分安全可靠。
(4)本发明可广泛用于生活饮用水及其水源水、地表水、地下水、工业用水、废水等水质氨氮的快速测定。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。