QuAArtuo型連續流動注射儀同時測定水中總磷總氮

謝文強 李維旭

摘要：指出了傳統分析方法對水中總磷和總氮的分析速度較慢，較難適應新形勢下的分析工作需求。結合連續流動分析技術原理，利用QuAAtro型連續流動分析儀同時測定水中總磷總氮，其檢出限、精密度、準確度測定均滿意，且優于傳統分析方法的同時具有分析速度快，精確度高等特點，特別適合大批童樣品連續分析。

關鍵詞：連續流動注射分析法;同時測定;總磷;總氮

中圖分類號：X832 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2020）04-0066-02

1 引言

總氮是指水中各種形態無機和有機氮的總量。包括NO^3-、NO^2-和NH⁴⁺等無機氮和蛋白質、氨基酸和有機胺等有機氮，以1 L水含氮毫克數計算;總磷是水樣經消解后將各種形態的磷轉變成正磷酸鹽后測定的結果，以1L水樣含磷毫克數計量。水中總氮、總磷含量是水體富營養化的重要指標之一，水體富營養化問題愈發成為新時代水體的主要問題，國家“十三五”規劃對工業污水中總磷、總氮實總量控制，最大程度解決總磷、總氮進入水體后可能引起的富營養化問題，同時對沿海地級及以上城市實施總磷、總氮排放總量控制。隨著環境監測要求的不斷提高，快速測定大批量水樣中總磷總氮指標，對環境保護有著重要的意義。目前，測定水中總磷、總氮的方法主要分光光度法、紫外分光光光度法、離子色譜法等。前2種方法對總磷總氮只能單獨測定，分析速度慢，過程繁瑣耗時長。經優化后的離子色譜法雖然可以同時測定水中總磷總氮，但是由于其檢出限高，不能廣泛應用于監測分析中。連續流動儀作為新一代的分析儀器，進樣、監測和數據處理全部自動化，具有實驗方法簡單、耗材少、準確性高、重現性好、速度快、適用于大批量監測等特點。為克服傳統分析方法速度慢缺點，本文針對性地探討使用連續流動注射法同時測定水中總磷總氮的可行性。

2 實驗原理及材料

2.1 實驗原理

總氮分析原理：樣品和過硫酸鉀混合，加熱后再與四硼酸鈉緩沖溶液一起進入紫外消解器進行消解，含氮化合物被氧化為硝酸根離子經過鎘柱還原為亞硝酸根離子。亞硝酸根離子再和磺胺和NEDD反應，生成的紫紅色化合物可以在550nm處測定。

總磷分析原理：樣品與過硫酸鉀混合然后被紫外消解器進行消解，在消解過程中且在酸性條件107℃下，含磷化合物被消解為磷酸鹽，在酒石酸銻鉀的催化下，與鉬酸銨反應生成磷鉬酸化合物。該化合物被抗壞血酸還原生成藍色絡合物，在880nm處比色測定。

2.2 實驗儀器與試劑

2.2.1 主要儀器

德國SEAL分析儀器公司QuAAtro連續流動分析儀。

2.2.2 總磷所需試劑

酸溶液：取硫酸160mL加入15%SDS溶液10mL，用水稀釋到1000mL;氫氧化鈉試劑：稱取氫氧化鈉160 g加入15%SDS溶液10mL，用水稀釋到1000mL;過硫酸鉀硫酸：200mL硫酸中加入過硫酸鉀12 g，用水稀釋到1000mLn鉬酸銨溶液：取硫酸40mL加入鉬酸銨4.8 g，再加入15%SDS溶液10mL，用水稀釋到1000mL;酒石酸銻鉀儲備液：取酒石酸銻鉀0.30g，用水稀釋到100mL。抗壞血酸溶液：稱取抗壞血酸18g，加入酒石酸銻鉀儲備液20mL，用水稀釋到1000mL。

2.2.3 總氮所需試劑

50%曲拉通：取曲拉通50mL和乙醇50mL，等比例混勻;過硫酸鉀溶液：取過硫酸鉀49g，用水稀釋到1000mL;四硼酸鈉緩沖液：取四硼酸鈉38 g，氫氧化鈉6g，用水稀釋到1000mL;哌唑溶液：稱取哌唑30g，加入50%曲拉通1mL，硫酸5.0mL，用水稀釋到1000mL;顯色劑：取磷酸150mL，加入磺胺10g，N-1-萘基乙二胺二鹽酸0.5g，用水稀釋到1000mL。

3 實驗結果

3.1 標準曲線

分別取濃度為1000mg/L總磷、總氮的有證標準溶液，配制成10mg/L總磷中間液和100mg/的總氮中間液，再依次取0.2mL、0.5mL、1.0mL、2.5mL、5.0mL、7.5mL、10.0mL兩種中間液分別定容至100.00mL，進行上機檢測，具體結果見表1，在對水樣同時測定時，總磷曲線相關系數為0.9994，總氮曲線相關系數為0.9995，可見該方法同時測定水中總磷總氮時，標準曲線非常穩定且相關性高。為0.0075mg/L，測定下限為0.03mg/L，數據計算具體實驗結果見表2所示。

3.2 檢出限及測定下限

以實驗室用水為實驗對象，因測定空白值未檢出，對兩組標線適當濃度點進行連續7次測定，計算其方法標準偏差及方法檢出限MDL[1]，7次測量時t值為3.143，經計算水樣中總磷檢出限MDL=t×S=0.0096mg/L，測定下限為0.04mg/L，同時測定的總氮檢出限

3.3 精密度與準確度

3.3.1 精密度

配制總磷總氮的混合標準樣品，其中總磷含量為0.5mg/L，總氮含量為5mg/L，進行連續7次測定，計算相對標準偏差（RSD%），測定結果如表3所示。

同時測定該組總磷總氮樣品時，測得該水樣總磷的平均值為0.4876mg/L，標準偏差S（%）為0.00086，相對標準偏差RSD（%）為0.18，測得該水樣總氮的平均值為4.9946mg/L，標準偏差S（%）為0.01425，相對標準偏差RSD（%）為0.18，水樣中總氮相對標準偏差RSD（%）為0.29。

3.3.2 準確度

以水中總磷總氮有證標準樣品進行驗證，以連續測定6次后的平均值與樣品值計算相對誤差，以驗證準確性[2-5]，經測定兩組標準物質，其中測得該水樣總磷的平均值為1.6285mg/L，與質控樣真值1.60mg/L相對誤差RE（%）為1.78，測得水樣總氮的平均值為1.3388mg/L，與質控樣真值1.33mg/L相對誤差RE（%）為0.66，具體數據如表4所示。

4 結論

利用連續流動注射法同時測定水中總磷、總氮，校準曲線相關性高，檢出限滿足普通分析要求，精密度與準確度良好，針對大批量樣品分析時優點更明顯，具有分析快速，實驗藥品用量少，結果高效準確等特點。

參考文獻：

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收稿日期，2020-01-06

作者簡介：謝文強（1982-），男，工程師，主要從事環境監測、實驗技術分析等工作。