连续流动分析法测定海水总氮的研究
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dB
《资源节约与环保》2020
年第8
期
连续流动分析法测定海水总氮的研究
韩少强
$杨健安
2杨璟爱
(1
天津市生态环境监测中心天津300000 2
天津津环环境工程咨询有限公司天津300000
)
丿
要:
文章建立了一种利用连续流动分析法测定海摘
水中总氮的的方法,
当总氮浓度在0-5.00mg/L
范围内,
校
准曲线的相关系数i
为0.9997
;
方法的检出限可以达到
6.70
!g/L
"
不同浓度样品测定的相对标准偏差低于5.9%
,
实
际海水样品加标回收率介于94.4-103%
,
该方法精密度良
好并且准确度较高;
实际样品比对结果证明本方法与传统
方法吻合度高,
具有良好的应用前景#
关键词:
连续流"
总氮;
海水
引言
氮元素是海水富营养化的重要指示性元素之一
,是海水中
的营养元素
#海水中氮的存在形式多种多样
,有氨氮
、亚硝酸盐
氮
、硝酸盐氮以及有机氮等
,其中氨氮和有机氮二者合称为凯氏
氮
#总氮即指凯氏氮
、亚硝酸盐氮及硝酸盐氮的总和71
!5]
0目前对
于海水中总氮的分析方法是先把各种含氮化合物氧化成高价的
硝酸盐
,然后再用碱性过硫酸钾消解分光光度法、离子色谱法
、
气相分 法等方法进行检测^。最常用的海水总氮的测
方法是国标
《海洋调查规范XGB/T 12763.4-2007
)中规定的方
法
,需要经过人工操作碱性过硫酸钾消解
、 氮染料染
,以及高温高压反应等步骤7 9][14]
0离子色谱法和气相分子吸
收法 需要采用酸化高温高压操作对样品进行预处理,同样
存在分析时间长、操作安全性差等问题,因此这些法具有一定的
限性
#
中用连续流动法测定海水总氮,不需要手工预处理步
骤,将传统国标方法中酸化高温高 、镉柱还原、染色反应
以及分光测定等繁琐的手工操作转换为在线自动处理,实现了
样品全自动分析,既节约时间,又节省人力;封闭的 [系统降
低了外界环境对 的干扰710
四7148
#
1
实验部分
1.1
实验原理
海水样品在蠕动泵的作用下,与空气和试剂按比例进入连
续流动分析仪的密闭流路并进行氧化还原以及显色反应#样品
中的含氮化合物,在碱性、高温高压以及 ,经
过氧化还原反应成亚硝酸盐
#亚硝酸盐在酸性条件下与试剂进
行显色反应,最后测定反应产物的吸光度,并根据朗伯-比尔定
律得出海水样品中总氮的含量712
<148
#
1.2
仪器与主要试剂
SKALAR
连续流动分析仪
;超纯水
;氧化剂
:将45g
过硫酸
钾溶解于水中
,再加12g
氢氧化钠
,用水定溶到1L
;硼酸溶液
:将
24.
硼酸溶解于水中,容于至1L
;氯化9
缓冲溶液
:称取50.
氯化9
溶于800-L
蒸>水中
,加入约l-2mL 25%
氨水
,调pH
为
8.2
,加入1mL Brij35
,定容于至1L
,摇匀
#咪C
缓冲溶液
:称取 30g
咪C
溶于800-L
蒸>水中
,加入约4.0mL
浓盐酸
,加入1mL
Brij35
,定容于至1L
,摇匀
#显色剂:称10.
磺胺和0.5. N-1-
奈基
乙二胺盐酸盐
(NED
)于900mL
去离子水中
,加入90mL
浓HC1
,
定容至1L
,摇匀
#
1.3
仪器参数
检测波长:540nm
;高温高压条彳:110
#
,0.14MPa
;
取样时间
:70
n;清洗时间
:90
n;
最长追踪时间1800
n;峰高忽略
:0.0001
;起始忽略时间900s
o
1.4
实验步骤
开启连续流动分析仪
,打开工作站设定参数
,仪器信号稳定
后分析样品
#测定结束后关加热装置
,接入超纯水
,清洗仪器
40min
,待温度降至室温后关闭连续流分析仪714]
0
2
结果与讨论
2.1
校准曲线
将10.0m./L
硝酸盐氮标准溶液用去离子水稀释
,分别配制
成 0
、0.20
、0.40
、0.80
、1.20
、1.60
、2.00
、5.00mg/L
系列浓度溶液
#
表1
校准曲线结果
目标物线性回归方程
相关系数r
总氮yo0.00559x+0.0001790.9997
表1
中实验结果证明
,总氮在0-5.00mg/L
浓度范围内线性
关系良好
,满足一般方法对线性关系的要求
#
2.2
方法检出限
按样品测定全流程
,对浓度为30.0
!./L
的标准溶液进行7
次重复测定
,根据EPA
公式MDLot
(n-1
,0.99
)・S
计算海水总氮
的检出限
,其中S
即标准偏差
,t
(6
,0.99
)=3.14371387148
o
表2
检出限
目标物
测定结果(^
g/L
)方法检出限(魄/L
)
总氮33.1 29.8 31.4 28.1 | 30.7 27.3 | 32.3
6.70
由表2
数据可知,本方法的检出限为6.70
!./L
,该检出限低
于传统测定方法
,满足海水总氮检测的要求7
刊#
2.3
方法精密度
分别 测 6
次总氮含量 的海水 样
, 计
相对标准偏差叫分别向实际样品中加标,计算总氮加 #
表3
精密度
海水样品
样品1
样2
样3
测
(m./L
)0.1710.1540.1460.7170.7050.7223.283.213.26
0.1490.1630,1580.6940.7160.6833.243.293.25
平均值
(m./L
)0.1570.7063.26
相对标准
偏差(%)5.92.10.9
46dB
如表3
所示
,连续流动分析法测定不同浓度海水总氮实际
样品得到的相对标准偏差在0.9%-5.9%
之间
"
2.4
实际样品加标回收率对比实验
分别运用4
种分析方法对3
种不同浓度海水实际样品进行
测定及加标回收实验
,测定结果见表4
"
表4
准确度及方法比对
海水样品
样品1样品 2
样品 3
加标量(mg/L
)0.2001.003.00
样品
定值
(mg/L
)连续流动分析法0.1570.7063.26
离子色谱法0.171
0.673.12
碱性过硫酸钾消解分光光度法0.1430.6773.39
气相分子吸收法0.1690.7333.18
加标样
定
(mg/L
)连续流动分析法0.363
1.656.2
离子色谱法0.3561.716.22
碱性过硫酸钾消解分光光度法0.3651.606.31
气相分子吸收法0.382
1.656.14
加标回
收率(%
)连续流动分析法10394.498
离子色谱法92.5102103
碱性过硫酸钾消解分光光度法11192.397.3
气相分子吸收法10691.798.7
连续流动分析法加标回收率在94.4+-103%
之间
,国标方法
碱性过硫酸钾消解分光光度法的加标回收率为92.3%-111%
,离
子色谱法的加标回收率为92.5%-103%
,气相分子吸收法的加标
回收率为91.7+-106%
"与碱性过硫酸钾消解分光光度法
、离子
色谱法和气相分子吸收法相比
,连续流动分析法气密性高
,降低
了人工操作向体系中引入干扰的风险,因此本方法测定结果准
确度高于另外两种传统方法卩41
"
由表4
可知
,连续流动分析法与碱性过硫酸钾消解分光光
度法测定结果的相对偏差低于4.7%
,与离子色谱法测定结果的
相对偏差低于4.3%
,与气相分子吸收法测定结果的相对偏差低
于3.7%
0表明连续流动分析法与其他方法的测定结果吻合度高
,
可以用于测定水中总氮
"
结语
连续流动分析法测定海水中总氮的方法校准曲线线性好
#
准确度高、精密度好、检出限低,测定结果与国标方法碱性过硫
酸钾消解分光光度法吻合度高
°与离子色谱法
、分光光度法及气
相分子法等测定总氮的传统方法相比,本方法不需酸化高温高
压反应等手工前处理步骤,将传统国标方法中在线酸化高温高
压反应、镉柱还原、染色 以及分光测定等繁琐的手工操作转
换为在线自动 ,实现了全自动化分析,简化了复杂的手工前
处理步骤,减少了分析人员的安全隐患, 了实验时间;封闭《资源节约与环保》2020
年第8
期
的反应系统降低了外界环境对实验的干扰卩役因此
,连续流动分
析法测定海水中总氮的方法不但操作简单
、分析时间短
、动化程
度高、数据处理简便,而且检出限低、测定准确,与国标方法测定
结果有较高吻合度
, 实现大批量样品连续 定
,适用于
海水中总氮的 和应急监测"
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韩少强,
杨璟爱,
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作者简介
韩少强(1989.3-
),男,硕士 ,工程师,主要从事天津市常规
水、土
、气及海水的 分析与研究
°
通讯作者
杨璟爱(1992.2-
),女,硕士,助理工程师,主要从事常规水#
土、气及海水的监测分析与研究
°
47