連續流動注射儀檢測水中氰化物和陰離子表面活性劑

(江蘇省連云港環境監測中心 江蘇 連云港 222000)

AutoAnalyzer3連續流動分析儀由自動進樣器，高精度蠕動泵，化學分析盒，比色計和AACE數據處理系統五個部分組成。自動進樣器由計算機程序控制，按事先設定的取樣程序(包括位置，取樣時間，清洗時間等)，準備將樣品取出。高精度蠕動泵精確定量輸送樣品和試劑，蠕動泵將試劑按事先固化好的順序定量注入到化學反應模板中，均勻一致的空氣氣泡同時被注入到化學分析模板中，將每一個樣品分割成組成相同的20-30段樣品。樣品和試劑在化學分析模板中經過惰性玻璃圈因為上下旋轉而混合，因為經過透析器而被過濾盒稀釋，因為經過恒溫器加熱而加快反應，因為經過在線蒸餾而被蒸餾，因為經過相分離器而被萃取，因為與顯色劑反應而顯色等。所用的反應在化學分析模板中完成，然后顯色的液體被驅趕到比色計中進行比色，控制軟件記錄峰高，與標準曲線比較計算給出濃度。

氰化物和陰離子表面活性劑是評價水質的重要指標，氰化物屬于劇毒物質，人工操作步驟繁多，蒸餾加水浴耗時長，陰離子表面活性的萃取試劑三氯甲烷對人體危害大，且由于需要兩步萃取，通常會使得測定結果偏低。連續流動分析儀的全自動化操作改進了以上缺點，每小時可檢測30-100個樣品，使大批量測定成為可能。

一、實驗原理與測定

(一)原理

1.流動注射儀工作原理

在封閉的管路中，將一定體積的樣品注入連續流動的載體中，樣品與試劑在化學反應模塊中按特定的順序與比例混合、反應，在非完全反應的條件下，進入檢測池進行光度檢測。

2.氰化物化學反應原理

在酸性條件下，樣品經140℃高溫高壓水解及紫外消解，釋放出的氰化氫氣體被氫氧化鈉溶液吸收。吸收液中的氰化物與氯胺T反應生成氯化氫，然后與異煙酸反應水解生成戊烯二醛，再與巴比妥酸作用生成藍紫色化合物，于600nm波長處測量吸光度。

3.陰離子表面活性劑反應原理

樣品中的陰離子表面活性劑與陽離子染料亞甲藍形成亞甲基藍活性物質，三氯甲烷萃取，有機相于650nm波長處測量吸光度。

(二)材料

1.儀器

分析天平：MS105 DU型,METTLER TOLEDO公司；AutoAnalyzer3連續流動分析儀，德國BRAN+LUEBBE公司。

2.試劑

氰化物：蒸餾試劑：20g檸檬酸加入100mL 0.4mol/L氫氧化鈉、25mL 1.0mol/L鹽酸，加水定容至1000 mL；緩沖溶液：溶解20.5g鄰苯二甲酸氫鉀、2.3g氫氧化鈉于去離子水中，加1 mL20%聚氧乙烯月桂醚溶液，定容至1000 mL；顯色劑：溶解3.5g氫氧化鈉、8.4g1,3-二甲基巴比妥酸、6.8g異煙酸于去離子水中，加1 mL20%聚氧乙烯月桂醚溶液，定容至500 mL，在30℃下劇烈攪拌1個小時，使用前過濾；水+BRIJ：加5mL20%聚氧乙烯月桂醚溶液于去離子水中，定容至500 mL；氯胺T：溶解0.2g氯胺T于100 mL去離子水中；標準溶液100ug/mL，使用前稀釋。陰離子表面活性劑：儲備緩沖液：溶解10g四硼酸鈉在約900 mL去離子水中，加入2g氫氧化鈉，用去離子水稀釋至1000 mL；0.025%亞甲基藍溶液：將0.05g三水合亞甲基藍溶于200 mL去離子水中；亞甲基藍儲備緩沖液：取20 mL0.025%亞甲基藍溶液，用儲備緩沖液稀釋到100mL，轉移到分液漏斗中并用20mL氯仿進行洗滌，棄去用過的氯仿并用新的氯仿重復洗滌，直到氯仿層中沒有紅色為止，然后過濾；堿性亞甲基藍：取過濾后的亞甲基藍儲備緩沖液60 mL并用儲備緩沖液稀釋至200 mL，加入20 mL乙醇，混合均勻并脫氣；酸性亞甲基藍：加2 mL0.025%亞甲基藍溶液到約150mL純水中，加入1.0mL1%硫酸，用純水加至200mL，再加入80mL乙醇，混合均勻并脫氣；十二烷基苯磺酸鈉標準溶液100ug/mL，使用前稀釋。

(二)方法

1.方法參數

氰化物流路進樣速率30/hour，進樣清洗比3:1，平滑度16；陰離子表面活性劑流路進樣速率20/hour，進樣清洗比0.8:1，平滑度30。

2.標準曲線

氰化物標準使用溶液1.0 ug/mL，用0.01mol/L氫氧化鈉溶液配制成氰化物質量濃度分別為0、20、50、100、200、500ug/L；十二烷基苯磺酸鈉標準使用溶液10.0 ug/mL，用純水配制成質量濃度分別為0、50、100、250、400、500ug/L。

二、實驗結果與討論

(一)線性范圍

對氰化物和陰離子表面活性劑系列標準溶液進行分析測定，氰化物在20-500 ug/L范圍內具有較好的線性關系，線性方程為Y = 9.5982E-006x -6.4064E-002，相關系數1.0000；陰離子表面活性劑在50～500ug/L范圍內具有較好的線性關系，線性方程為Y = 1.9859E-005x -1.1288E-001，相關系數0.9996。

(二)檢出限

根據公式DL=3Sb/S(其中，DL是檢出限，Sb是空白溶液多次測定的標準差，S是回歸方程的斜率)，對空白溶液進行12次平行測定，計算得出氰化物檢出限為0.2ug/L，陰離子表面活性劑檢出限為4.1ug/L。

(三)精密度實驗

對氰化物質量濃度為10ug/L的樣品進行測定，相對標準偏差為6.0%；對陰離子表面活性劑質量濃度為200ug/L的樣品進行測定，相對標準偏差為1.5%。結果見表1。

表1 精密度實驗結果(n=5)

(四)準確度實驗

對連云港地區地表水中氰化物和陰離子表面活性劑的含量進行加標實驗，氰化物回收率為81.1%-94.7%，陰離子表面活性劑回收率為90.8-109.1%。結果見表2。

表2 加標實驗結果(n=5)

(五)標準物質實驗

同時對氰化物質量濃度為(0.136±0.11)ug/mL的標準物質進行測定，相對誤差為2.9-4.4%；對陰離子表面活性劑質量濃度為(20.1±0.6)ug/mL的標準物質進行測定，相對誤差為0.5-1.0%。結果見表3。

表3 標準物質的測定結果(n=5)

三、結論

連續流動注射法測定水中氰化物和陰離子表面活性劑含量，具有較好的線性關系，同時精密度、準確度高。全自動化操作，省時省力，適用于批量樣品的分析。