芻議全自動水質分析儀快速定量檢測地表水中硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮

吳老五

合肥供水集團有限公司，安徽合肥 230000

全自動的新型分析儀所依據的主要工作原理本質上也屬于分光光度法這一傳統分析理論。水質分析儀通過軟件程序的自動控制，在比色杯的反應槽內加入樣本以及試劑，并保證計量的精確性。然后自動進行混勻攪拌，設定顯色反應時間，對試驗數據進行讀取和分析，并自動生成檢測報告。該檢測方式采用的是第二代濕法自動化檢測技術，這是世界上目前最新的化學檢測方式，實現了自動化檢測的無人值守模式，其不再受模塊限制，并有效解決了在流通池產生交叉污染的問題，降低了人為因素造成檢測誤差的機率，提高了檢測的重復性和準確性，達到了國際認證的檢測標準，在西方很多發達國家被普遍的應用于環境水質的檢測，但目前在我國還處于發展初期。

1 全自動水質分析儀快速定量檢測地表水中硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的基本原理

利用全自動水質分析儀對地表水中的硝酸鹽氮以及亞硝酸鹽氮成分進行定量檢測主要是以通過硫酸肼還原法來檢測樣本水中所含的硝酸鹽成分的方法為基礎，形成了對地表水質中所含的硝酸以及亞硝酸成分進行全自動檢測的試驗方法，同時通過離子色譜來對檢測數據進行對比分析。其分析原理是依據當樣本水質中所含的硝酸鹽成分與硫酸肼試劑發生化學反應后，被還原為亞硝酸鹽，并與磺胺發生重氮化反應，而后再與鹽酸苯基乙二胺進一步發生反應而出現顯色，此時就可以利用分光光度法在540mm波長下進行檢測試驗。也可以直接檢測而不使用硫酸肼試劑，那么檢定的結果則是樣本水質中亞硝酸鹽的原本含量值。對此二項檢測結果進行相減計算以后就可以得到樣本水質中硝酸鹽氮的真實含量值。

2 全自動水質分析儀快速定量檢測地表水中硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的檢測實驗

2.1 定量檢測實驗所需要的儀器設備

對地表水硝酸鹽氮以及亞硝酸鹽氮成分的定量檢測實驗時需要Thermo Fish Scientific全自動水質分析儀，分光光度計、注射器、過濾裝置，濾膜則采用了0.45μm規格。同時在本次檢測實驗中還選擇了國產的全自動FIA-6000+性流動注射分析儀，以及相關的高精度天平、移液管以及容量瓶等實驗器材。

2.2 定量檢測實驗所需要的試劑以及配置

2.2.1 定量檢測的堿性溶液劑量

進行定量檢測前應精確稱量NaOH0.800g，并將其放入100mL的容量瓶內，然后用去離子水對其進行定容制備。

2.2.2 配置定量檢測實驗還原試劑

在配置硫酸銅溶液時，應精確稱量CuSO4·5H20.780g，并將其加入到200mL容積的容量瓶內，配置定容時應使用去離子水。

在配置硫酸鋅溶液時，應精確稱量ZnSO4·7H20.900g，并將其加入到200mL容積的容量瓶內，配置定容時應使用去離子水。

在配置還原試劑時，應精確稱量硫酸肼0.325g，并用去離子水400mL對其進行溶解，然后分別將硫酸銅溶液0.75mL以及硫酸鋅溶液5.0mL加入其中，并將容積為500mL的容量瓶來對混合溶液進行轉移，最后用去離子水對溶液進行定容。配置完成的溶液能夠在一個月內保持穩定。

2.2.3 定量檢測實驗顯色試劑的制備

配置顯色試劑時應首先用去離子水500mL對濃磷酸溶液50mL進行稀釋，然后將磺胺5.000g加入到溶液中，待其溶解完成后，還需加入鹽酸苯乙二胺0.250g，最后容量為1000mL的容量瓶對混合容易進行轉移和定容。配置完成后應用棕色瓶對試劑進行密封保持，這樣試劑就可以在一個月內保持性質穩定。

2.3 定量檢測實驗所需要的標準溶液配置

配置500mg/L的硝酸鹽氮標準溶液時，應精確稱量硝酸鉀3.609g加入到容量為1000mL的容量瓶內，并用去離子水對其進行定容。實驗時應采用在100～105℃高溫下經過2h烘干后的優級硝酸鉀。同時應在2～8℃下使用塑料容器保存配置完成的溶液，這樣可以使溶液在一個月內保持性質穩定。在實驗時可以吸取亞硝酸鹽氮溶液10mL，并對其進行稀釋，得到50mg/L濃度的硝酸鹽氮標準溶液100mL。

配置250mg/L的亞硝酸鹽氮標準溶液時，應精確稱量硝酸鈉1.231g加入到容量為1000mL的容量瓶內，并用去離子水對其進行定容。實驗時應采用烘干后的優級亞硝酸鈉。同時應在2～8℃下使用塑料容器保存配置完成的溶液，這樣可以使溶液在6個月內保持性質穩定。在實驗時可以吸取亞硝酸鹽氮溶液4mL，并對其進行稀釋，得到1mg/L濃度的硝酸鹽氮標準溶液1000mL。

2.4 定量檢測實驗的操作流程

2.4.1 定量檢測流程的設定

檢測時應開啟儀器設備，并通過電腦對軟件程序進行操作。當儀器上顯示已連接時就可以啟動程序開始運行，此時儀器將進行自檢以及水空白實驗檢測，在反應盤和其他相關部件的溫度穩定后就可以進行正式的定量檢測了。實驗人員應首先在軟件程序中進行硝酸鹽氮以及亞硝酸鹽氮定量檢測流程的編制工作，如果實驗時使用的是原廠試劑，則可以直接按照儀器自帶流程進行檢測。

對亞硝酸鹽氮進行自動化定量檢測時，其測試流程應設定為首先對120 μ L水樣以及50μ L堿性溶液進行移取，然后讀取空白，再移取20 μ L的顯色溶劑，并在經過350s反應后，利用540mm波長進行檢測。

對硝酸鹽氮進行自動化定量檢測時，其測試流程應設定為首先對120μ L水樣以及50μ L堿性溶液進行移取，然后讀取空白；再移取50μ L還原試劑，并對樣品空白進行讀取；在經過420s反應后，再移取30 μ L的顯色溶劑，并在經過300s反應后，利用540mm波長進行檢測。

2.4.2 稀釋的自動校準設定

定量檢測時應將硝酸鹽氮的校準濃度設置為50mg/L，并進行自動校準定義，將稀釋倍數分別設置為20、10、5、3以及2，從而獲得濃度的自動校準點為2.5、5、10、16.7以及25mg/L。

亞硝酸鹽氮的校準濃度應設置為1mg/L，并對稀釋進行自動校準定義，將稀釋倍數分別設置為50、20、10、5以及2，從而獲得濃度的自動校準點為0.02、0.05、0.1、0.2以及0.5mg/L。

2.4.3 測定檢測樣本

檢測室在樣品管中放入待測樣品，并將其放置在樣品架上，樣品架應設置相應得到條碼架號。然后根據檢測儀器的操作規程分別在軟件程序中進行所有樣本以及待測指標的設定，并設置儀器在完成檢測后自動生成檢測報告，以顯示檢測結果。

3 全自動水質分析儀快速定量檢測地表水中硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的檢測結果及分析

在樣品架上放置好硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮以及空白點后，根據其位置和架號，自動運行相應的檢測方法以及校準程序，從而獲得硝酸鹽氮的定量檢測參數值為0.999。根據這一檢測方法對樣本重復進行七次定量檢測，并對檢測結果進行記錄，可以發現這一測定方法所產生的誤差比較小，達到了定量檢測的要求，而且該方法的檢出率也比較好。此外與使用流動注射分析儀進行定量檢測的結果進行對比，發現本檢測方法的準確性比較高。

4 結語

通過全自動新型水質分析儀能夠對地表水中所含的硝酸鹽氮以及亞硝酸鹽氮成分進行有效的檢測，這種檢測方法具有靈敏度高、精度好的優點，可以適用于對地表水質進行快速定量檢測的需要，經過實驗證明這種檢測方法可以快速準確地完成對濃度低于100 μ g/L的亞硝酸鹽氮的檢定。而且全自動水質分析儀的操作更加便捷，在檢測過程中可以真正實現無人值守模式，能夠快速地完成大量樣本的檢測工作。同時僅需要少量樣品就可以進行檢測，非常適合用于需要進行遠距離取樣等情況的檢測實驗。其所消耗的試劑也比較少，一次試劑配置完成后就可以滿足多次檢測實驗的需要。這種檢測方法所產生的廢水廢液量也比較少，避免了對環境的污染，也減輕了檢測人員的工作強度。因此，全自動水質分析儀是一項具有較高應用價值的定量檢測技術，其發展前景十分廣闊。