全自動(dòng)連續(xù)流動(dòng)分析儀測定地表水中總氮

陳　軍，封蓉芳，朱建豐

全自動(dòng)連續(xù)流動(dòng)分析儀測定地表水中總氮

陳軍，封蓉芳，朱建豐

（江陰市疾病預(yù)防控制中心，江陰 214432）

采用連續(xù)流動(dòng)分析法測定地表水中總氮。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在0～5.0mg/L濃度范圍內(nèi)，該方法的相關(guān)系數(shù)達(dá)0.9997，方法檢出限為0.028mg/L，定量限為0.084mg/L，RSD為0.40%～0.68%，可適用于地表水中總氮的分析。

全自動(dòng)連續(xù)流動(dòng)分析儀；地表水；總氮

在自然環(huán)境和人類活動(dòng)中，由于各種因素的影響使得天然水體中氮、磷等物質(zhì)含量大大增加，致使生物和生物類大量繁殖，水中溶氧極度消耗，水質(zhì)逐漸惡化，進(jìn)而出現(xiàn)富營養(yǎng)化狀態(tài)。這樣水中容易產(chǎn)生大量有毒污染物，進(jìn)入人體后累積到一定數(shù)量能使體液和組織發(fā)生生化和生理功能的變化，引起暫時(shí)或持久的病理狀態(tài)，甚至危及生命。而在惡化水質(zhì)的評價(jià)指標(biāo)中，總氮是控制水質(zhì)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一［1］。傳統(tǒng)測定水中總氮的方法是紫外分光光度法（HJ 636—2012）［2］，該方法對空白值要求非常嚴(yán)格，實(shí)驗(yàn)結(jié)果常偏高，分析時(shí)間長，操作繁鎖，受外界干擾因素多。為此我們將“SKALAR San++”流動(dòng)注射分析引入到總氮的監(jiān)測中，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化在線檢測，大大提高了分析效率，并減少了測定過程中的誤差。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1方法依據(jù)

HJ 667—2013 水質(zhì) 總氮的測定 連續(xù)流動(dòng)-鹽酸萘乙二胺分光光度法。

1.2實(shí)驗(yàn)原理

1.2.1流動(dòng)分析儀原理

試樣與試劑在蠕動(dòng)泵的推動(dòng)下進(jìn)入化學(xué)反應(yīng)模塊，在密閉的管路中連續(xù)流動(dòng)，被氣泡按一定間隔規(guī)律地隔開，并按特定的順序和比例混合、反應(yīng)，顯色完全后進(jìn)入流動(dòng)檢測池進(jìn)行光度檢測。

1.2.2化學(xué)反應(yīng)原理

在堿性介質(zhì)中，試料中的含氮化合物在107～110℃紫外線照射下，被過硫酸鹽氧化為硝酸鹽后，經(jīng)鎘柱還原為亞硝酸鹽。在酸性介質(zhì)中，亞硝酸鹽與磺胺進(jìn)行重氮化反應(yīng)然后與鹽酸萘乙二胺偶聯(lián)生成紫紅色化合物，于波長540nm 處測量吸光度。

1.3儀器

全自動(dòng)連續(xù)流動(dòng)分析儀（SKALAR San++）

1.4試劑與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

Millipore-Elix超純水系統(tǒng)所制一級(jí)純水，過硫酸鉀（MERCK 1Kg/瓶 批號(hào)：K46112391510），氫氧化鈉（上海凌峰化學(xué)試劑有限公司 分析純 500g/瓶 批號(hào)：011112），鹽酸（32%，江陰市化學(xué)試劑廠 優(yōu)級(jí)純 500mL/瓶 批號(hào)：100317），硼酸（MERCK 500g/瓶 批號(hào)：B1074165423），氯化銨（國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司 分析純 500g/瓶 批號(hào)：20151015）氨水（國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司 分析純 500mL/瓶 25%～28%，批號(hào)：20150930）Brij35（儀器公司配套 30%），磺胺（國藥集團(tuán)100g/瓶 批號(hào)：20150123），1-萘乙二胺二鹽酸鹽（上海強(qiáng)順化學(xué)試劑有限公司 批號(hào)：20140108）。總氮標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（編號(hào)GBW（E）081019 定值日期2015年7月 有效期限2018年6月），水質(zhì)總氮標(biāo)準(zhǔn)樣品（編號(hào)GSB 07-3168-2014 定值日期2014年12月 有效期限2019年11月）。

1.5操作步驟

（1）總氮標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：編號(hào)GBW（E）081019，標(biāo)準(zhǔn)值500mg/L，相對不確定度1%，定值日期2015年7月，有效期限2018年6月。

（2）用10mLA級(jí)移液管吸取標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液于100mlA級(jí)容量瓶中，用純水定容至刻度，濃度為50mg/L，此為標(biāo)準(zhǔn)使用液。

（3）用10mL分度吸管分別吸取0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0mL標(biāo)準(zhǔn)使用液。于100mLA級(jí)容量瓶中，用純水定容至100mL，濃度分別為0，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0mg/L，此為標(biāo)準(zhǔn)系列。

（4）接通總氮的各個(gè)流路，打開進(jìn)樣器和主機(jī)和電腦電源，打開數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化器，打開軟件確認(rèn)信號(hào)是否正常，將所有試劑管路放在新鮮的純水中，打開加熱器至110℃，沖洗總氮管路約30min。將試劑管路和沖洗管路一一對應(yīng)地放進(jìn)配好的試劑中，打開空氣壓縮器及紫外消解器，待消化待加熱器溫度穩(wěn)定在110℃時(shí)，打開鎘柱使試劑直接通過鎘柱。將盛有標(biāo)準(zhǔn)溶液及水樣的樣品管置于自動(dòng)取樣器的固定架中，設(shè)置儀器工作條件，待基線走穩(wěn)后，編輯樣品表格，開始進(jìn)樣并采集吸光度信號(hào)。

（5）儀器參數(shù)：進(jìn)樣時(shí)間：70s；沖洗時(shí)間120s；空氣時(shí)間0s；每杯取樣次數(shù)1次；峰形檢測參數(shù)：探測峰起始值：0.01ABS；峰形寬度：30%；其他杯：拒絕高度：0.003ABS；峰形寬度30%；起始忽略：900s；結(jié)尾忽略120s；自發(fā)時(shí)間：1 500s；測量窗75%。

峰形圖見圖1。校準(zhǔn)數(shù)據(jù)見表1。

圖1　峰形圖

表1　標(biāo)準(zhǔn)系列

校準(zhǔn)結(jié)果如下

回歸曲線 y=0.001 371x+0.106 5 相關(guān)系數(shù) 0.999 7

實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，溶液濃度值在0.00～5.00mg/L之間有很好的線性關(guān)系。

2　檢出限和定量限

以0.05mg/L的總氮溶液重復(fù)測定9次，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，以其3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差作為檢出限，10倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差作為最低定量濃度。檢出限為0.028mg/L，定量限為0.093mg/L。

3　精密度、準(zhǔn)確度試驗(yàn)

3.1精密度試驗(yàn)

分別取1.0、3.0、5.0mg/L的總氮標(biāo)準(zhǔn)溶液作為低中高樣品溶液進(jìn)行精密度試驗(yàn)。結(jié)果見表2。

表2　精密度試驗(yàn)

3.2準(zhǔn)確度試驗(yàn)

環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品：編號(hào)GSB 07-3168-2014 定值日期2014年12月，有效期限2019年11月，標(biāo)準(zhǔn)值1.98mg/L，擴(kuò)展不確定度0.13mg/L，按證書要求取10mL于250容量瓶以純水定容至刻度后測定。

取8份稀釋后標(biāo)準(zhǔn)樣品于比樣品管中，再按法操作，共測定8份平行樣品。測定結(jié)果見表3。

表3　標(biāo)準(zhǔn)樣品測試結(jié)果 　　 mg/L

4　結(jié)論

從上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出：利用全自動(dòng)流動(dòng)注射儀測定地表水中總氮檢出限為0.028mg/L，定量限為0.093mg/L，標(biāo)準(zhǔn)系列在1.0～5.00mg/L之間，線性為0.999 5，關(guān)系良好，3個(gè)濃度組相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均在0.40%～0.68%之間，以環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品測定來看，測定值在該樣品的不確定度范圍內(nèi)，準(zhǔn)確度較好，能夠滿足日常工作地表水監(jiān)測中衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求［4］。并且測定樣品速度可以達(dá)到30個(gè)/h，提高了檢測效率，并且減少了有機(jī)溶劑對環(huán)境的污染。

［1］ 魏復(fù)盛.水和廢水監(jiān)測方法［M］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1989：278-280.

［2］ HJ 636—2012水質(zhì)總氮的測定 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法［S］.

［3］ HJ 667—2013水質(zhì) 總氮的測定 連續(xù)流動(dòng)-鹽酸萘乙二胺分光光度法［S］.

［4］ GB 3838—2002，地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)［S］.

Determination ofTotal Nitrogen in Surface Water by Automatic Continuous Flow Analysis（CFA）

Chen Jun，F(xiàn)eng Rong-fang，Zhu Jian-feng

This experiment was used to determine the total nitrogen in surface water by automatic Continuous Flow Analysis.The experimental results show that in 0～5.0 mg/L concentration range，the method of correlation coefficient is 0.9997，method detection limit was 0.028 mg/L，quantitative limit was 0.084 mg/L，RSD was 0.40% ～ 0.68%，and can be applied to the analysis of total nitrogen in surface water.

automatic Continuous Flow Analyzer；total nitrogen；surface water

X832

A

1003-6490（2016）06-0148-02

2016-06-06

陳軍（1978—），男，江蘇江陰人，主管技師，主要從事食品及水質(zhì)等方面的理化檢驗(yàn)工作。