AA3连续流动分析仪在线消解测定水中总氮

科技资讯2017NO.31SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION工业技术91科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATIONDOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.31.091AA3连续流动分析仪在线消解测定水中总氮①葛磊1,2,3,4赵恩峰5（1.陕西省土地工程建设集团有限责任公司陕西西安710075;2.陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司陕西西安710075;3.国土资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室陕西西安710075;4.陕西省土地整治工程技术研究中心陕西西安710075;5.天津中通科技发展有限公司天津300000）摘要：通过应用AA3连续流动分析仪在线消解测定水中总氮实验，该方法具有较低的检出限和定量限，较高的精密度和准确度。此外，该方法操作简单、检测效率高，每小时测样量最高可达30个，大大解放了检测人员的人力，特别适合大批量样品检测。关键词：连续流动分析仪总氮地表水中图分类号：X832文献标识码：A文章编号：1672-3791(2017)11(a)-0091-03水中总氮是指水中各形态有机氮和无机氮的总和，是衡量水质的重要指标，主要反映水体富营养化。水体的富营养化主要是由于大量生活污水、农田排水或含氮工业废水排入水体，增加了水中有机氮和无机氮含量，导致生物和微生物类的大量繁殖，消耗水中溶解氧。因此，监测水质总氮含量、分布状况以及主要来源，对控制水体富营养化、改善水质具有十分重要的意义。当前，水质总氮的测定方法主要有紫外法、偶氮比色法、气相分子吸收光谱法等，以上几种方法的消解过程需要人工操作，操作复杂且费时，而且对结果的准确性有一定的影响，已无法满足现在环境水质监管要求的大批量快速检测。为了解决当前和未来环境监测监管面临的繁重工作任务，应用连续流动分析技术，能够在保证准确度和精确度的前提下，快速检测大批量样品，实现实验室检测自动化，大大解放了检测人员的人力，在环境监测监管领域中得到了广泛应用[1]。1AA3流动分析仪法概述1.1流动分析仪原理连续流动分析仪是一种现代湿化学分析仪，采用空气片段连续流动分析（CFA）技术，进行自动样品分析。利用蠕动泵将空气、样品和试剂分别连续不断地吸取到各自给定的流路中，并用空气泡进行分隔，样品与试剂的量不同流量的泵管进行精准控制，并在事先选定的点完成的混合，流经化学反应模块充分反应并达到稳态，最终在检测器完成样品检测分析过程，整个过程完全自动化。此方法具有低流速、低试剂消耗、反应完全、较好的重复性和较低的检测限，另外反应条件中的细微变化不会影响到结果。1.2流动分析仪测总氮原理样品与过硫酸钾消化液混合，经在线紫外消化器热辐射处理后，过硫酸钾被分解为硫酸盐自由基，样品中有机氮和无机氮被硫酸盐自由基氧化为硝酸盐。经铜-锌催化剂催化，被硫酸肼在碱性条件下将硝酸根定量还原为亚硝酸根，亚硝酸盐使磺胺在酸性溶液中重氮化成重氮盐，然后与N-(1-甲基)乙二胺偶联形成红色可溶性染料，在550nm测定[3-5]。2材料与方法2.1仪器和设备AutoAnalyzer3（简称AA3)流动注射分析仪(德国BRANLUEBBE公司)。检测器：可见光光电倍增管，波长550nm；紫外消化器，泵管：7+2空气+1进样器冲洗。2.2试剂及标准氢氧化钠、盐酸均为上海国药优级纯试剂，过硫酸钾为二次重结晶后的优耐德过硫酸钾，其余试剂均为分析纯，实验用水为新制无氨水。水中总氮标准溶液：500mg/L，北京坛墨质检科技有限公司，BW20008-500-W-50。润滑剂：将20mLBrij-3530%溶液加入50mL去离子水中，稀释至100mL并混匀。消化液：溶解3g氢氧化钠于700mL去离子水中，待溶液①作者简介：葛磊(1989—),男，汉族，陕西榆林人，硕士研究生,助理工程师，主要从事土地整治领域相关工作。科技资讯2017NO.31SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION工业技术92科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION冷却后加入14g十水四硼酸钠和7g过硫酸钾，搅拌溶解并稀释至1L并混匀。显色剂：将75ml盐酸加入200mL去离子水，然后加入5g磺胺和0.25gNEDD充分溶解，稀释至500mL，储存于棕色瓶中，冷藏。硫酸肼：将1.2g硫酸肼彻底溶入约400mL去离子水中，加入3.9mL浓度为1mg/L的硫酸铜储备液和20mL浓度为10mg/L的硫酸锌储备液，稀释定容至500mL。此硫酸肼的量是适用于标准曲线在0～5mg/L且中性介质的情况下。氢氧化钠：将5.7g氢氧化钠和3.5g十水二磷酸钠溶解于约400mＬ水中，待冷却后稀释至500mＬ，加1mLBrij-35并混匀。3结果与讨论3.1校准曲线分别配置浓度为5.00mg/L、4.00mg/L、3.00mg/L、2.00mg/L、1.00mg/L、0.50mg/L的总氮标准溶液。在仪器最佳工作状态下，开始程序运行，得到标准曲线，结果如表1所示，结果表明标准曲线线性良好，相关系数为0.9998。3.2检出限及定量限根据《环境监测分析方法标准制修订技术导则》相表1标准曲线数据表2精密度测试表3准确度测试结果序号峰高信号值测定浓度(mg/L)目标浓度(mg/L)误差(%)1528005.01045.00000.212430264.00504.00000.133326052.94183.0000-1.944238422.04772.00002.395137041.01341.00001.34684170.47390.5000-5.21标准曲线y=-3.848375×10-1×x+1.020281×10-4相关系数R2=0.9998平行号样品(1.00mg/L)样品(3.00mg/L)测定结果(mg/L)11.0063.08921.0353.04230.9413.05940.9643.05651.0493.09861.0683.055平均值(mg/L）1.0103.067标准偏差(mg/L）0.049580.02190相对标准偏差(%）4.910.71平行号标准物质1.27±0.071.96±0.092.74±0.13测定结果(mg/L）1.3021.9142.7221.2471.9462.7241.2691.9572.7211.2841.9572.7551.2961.9592.7641.2941.9472.746平均值(mg/L）1.2821.9472.739标准偏差(mg/L）0.0210.0170.019相对标准偏差(%）1.610.870.69相对误差(%）0.790.510.00科技资讯2017NO.31SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION工业技术93科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION关规定，按照样品分析的全部步骤，重复7次空白试验，计算7次平行测定的标准偏差，测定结果为0.0128、0.0125、0.0116、0.0115、0.0107、0.0138、0.0128mg/L，标准偏差为0.001037mg/L。根据检出限计算公式(MDL=t（n-1,0.99）×S),式中t（n-1,0.99）为3.143，S为标准偏差。计算结果表明，流动分析仪在线消解测水中总氮的检出限为0.003mg/L，定量限为0.012mg/L，满足水质总氮的检测要求[2-3]。3.3精密度测试用1.00、3.00mg/L的总氮标准溶液分别重复进样测定6次,计算其相对标准偏差(RSD)，并以其作为仪器的总氮浓度检测的重复性。结果见表2，表明方法精密度良好。3.4准确度测试分别配置编号为151219、161185、161186的水中总氮、总磷标准物质溶液GBW(E)081020，每个标准样品平行测定6次，分别计算不同浓度有证标准物质的平均值、标准偏差、相对标准偏差、相对误差等各项参数，结果见表3，测定水中总氮标准样品相对标准偏差分别为1.61%、0.87%、0.69%，相对误差分别为0.79%、0.51%、0.00%。表明测定结果均处于保证值范围内。3.5加标实验用该方法分别测定自来水、工业废水及水中总氮标准物质GBW(E)081020，并分别加入标准溶液，平行测定6次，做加标回收实验。加标实验方法：分别准确吸取1mL100mg/L、200mg/L总氮标准溶液于100mL容量瓶中，用待测样品定容至100mL，按检测方法进行测定，加标量分别为0.1mg、0.2mg。测定结果见表4，结果表明，流动注射法测定水中总氮的加标回收率为94.33%～104.97%。4结语通过以上实验结果表明，连续流动分析仪在线消解测定水中总氮，具有较低的检出限和定量限，较高的精密度和准确度。此外，该方法操作简单、检测效率高，每小时测样量最高可达30个，大大解放了检测人员的人力，特别适合大批量样品检测。因此该方法的推广使用对提升环境监测、监管能力有着重要的意义。参考文献[1]黄碧兰,杨敏,刘俩燕,等.在线消解-连续流动注射法测定水中总氮[J].中国卫生检验杂志,2011,21(7):1661-1663．[2]环境保护部.环境监测分析方法标准制修订技术导则HJ168-2010[S].北京:中国环境科学出版社,2010．[3]娄明华,施新锋,陆敏.连续流动分析仪测定水中总氮的特性研究[J].干旱环境监测,2011,25(4):209-212．[4]刘建利,张沛,宋蓓,等.连续流动分析法测定水中总磷、总氮比对研究[J].化学研究与应用,2016,28(7):936-941．[5]郭小颖.水中总氮测定有关问题的探讨[J].科技咨询，2014(29):105.[6]廖国沂.水中总氮的测定及精度分析[J].中国新技术新产品,2012(2):206-207.表4加标回收实验结果平行号自来水工业废水标准物质样品1#加标样品1加标样品2样品2#加标样品样品3#加标样品测定结果(mg/L）11.8242.7503.8593.6784.7371.3023.39121.8142.7623.9193.7124.7041.2473.39231.8072.7723.9113.6834.6481.2693.39141.8342.7663.8433.6614.7001.2843.37451.8252.7663.8443.6014.5821.2963.37361.8072.7543.8113.6114.6251.2943.368平均值(mg/L）1.8192.7623.8643.6584.6661.2823.381加标量(mg）/0.10.2/0.1/0.2加标回收率(%）/94.33102.29/100.84/104.97