连续流动分析仪测定地表水中的总氮
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连续流动分析仪测定地表水中的总氮
36分析仪器2010年第4期 连续流动分析仪测定地表水中的总氮
黄小红别娜娜周圣东 (无锡市自来水公司水质检测中心,无锡,214073)
摘要初步探讨了连续流动分析法测定地表水中总氮的方法.实验结果表明,该方法的相关系
数达到 0.9998,方法检测限低,加标回收率在91.5~111%之间,精密度和准确度好,分析速度快,可用
于地表水中总氮的
分析.
关键词连续流动分析仪总氮水质检测 1引言2实验部分 目前检测水中总氮(TN)的方法主要是过硫酸
钾氧化~紫外分光光度法,该方法不需要特殊的检
测设备,准确度也高,但缺点是需要使用高压锅加热 30min,操作比较繁琐,尤其当样品较多时,需要分
批次进行,比较耗时.连续流动分析法可以实现从 取样到得出检测结果的全自动化操作,大大简化了
分析作业,同时也减少了人为误差.样品和试剂在
一
个连续流动的系统中混合均匀,每个样品被均匀
的气泡分割.由于采用模块化设计,流动分析仪很 容易适应实验室不同项目的分析要求,尤其是对于
大批量样品分析,可以节省人力,大大提高分析效
率.目前该技术已在水质检测上得到广泛应用. 2.1方法原理
水样在110℃高温和0.14MPa压力下,经过碱 性过硫酸钾和硫酸的共同消化反应形成硝酸盐..生
成物进一步被镉圈还原为亚硝酸盐.亚硝酸盐与磺
胺,N一萘基乙二胺盐酸盐(NEDD)反应,形成有色
含氮化合物,经比色测定,在550nm处得到峰值信
号.峰值信号与标准系列对照后输出结果. 2.2仪器流程
图1为连续流动分析仪测定TN的流程图.标
准溶液和样品通过采样器被蠕动泵吸出,流过整个
系统.同时蠕动泵连续不断地输送各个分析方法所
需的试剂,并吸人空气,将流体分割成片段. 空气在线消化器(100”C)消化液
过硫酸钾L广-]
水样1Il——一一
T 空气
氮气c目崩赫t反应圈 辫,臌
●,lJl’,lI 咪唑fL]u『]
磺胺
废液,气反接 N田D
图1连续流动分析仪测定总氮流程图
试剂量由不同流速的泵管精确控制.每个片段
在混合圈中在同样条件下(包括反应时间,流动速
度,温度,透析比)充分混合并发生反应.采用不同 的混合圈可以有不同的反应时间,最长可达到
作者简介:黄小红,女,1981年1月出生,助工,研究方向:水处理研究及仪器分
析.E-mail:*******************2010年第4期分析仪器37
20min.反应结束,样品在比色计中测定,与标准系 列进行比对后输出数据. 2.3仪器及试剂
AutoAnalyzer3型流动分析仪,德国Bran4-
Luebbe公司产品.仪器由XY一2Sampler,蠕动
泵,消化器(11O℃)TN反应模块,比色计,数据处 理系统组成.
消化试剂l:在约400mL水中溶解12.5g过硫
酸钾,5.0g硼酸,0.5g氯化钠和0.5g硫酸钠,然后
加入2.0mL5mol/LNaOH溶液,用水稀释至 50OmL,调节pH值为8.0. 消化试剂2:在150mL水中加入16mL浓硫酸,
混合并冷却至室温,稀释至200mI.
咪唑:在约400mL水中溶解15g咪唑,然后加
入2.0mL硫酸,混合,用水定容至500mL.
磺胺:在约400mL水中加入5.Og磺胺和50mL 盐酸,混合,并稀释至500mL. NEDD:在约400mL水中溶解0.5gN一萘基乙
二胺盐酸盐,加入5mL盐酸,混合,并稀释至
500mI. 硝酸盐氮标准溶液1000mg/L(国家标物中心 制备),标准使用液100mg/L. 2.4参数设置
测定总氮肥的参数设置见表1.
表1总氮测定的参数设置
设定项目参数 水样分析速度
样品清洗比
样品周期
浓度单位 标准曲线拟合方式
强制通过原点
运行延迟时间 2.5操作步骤
启动AA3自动分析仪,打开工作软件,设定工 作程序,待基线稳定后,启动工作程序.仪器自动分
析水样,分析全部完毕后由电脑输出数据报表.
按要求连接好实验仪器,安装好550nm波长滤
光片.接通所有仪器及电脑电源.联机激活分析方
法(按分析方法参数编写).待消化器温度达到 11O℃后,将消化试剂管路放人相应的消化试剂中,
进样后的管路放入去离子水中,启动蠕动泵,待流速
稳定后,将试剂管路放人对应的试剂中,待咪唑和消
化试剂到达镉圈后,直接通过镉圈,运行至基线稳
定,调整基线至8%.手动进标准曲线最高浓度样, 调节仪器增益.按测定标准曲线的浓度值和数量,
分析样品的数量及其相应位置,编写好运行程序.
水样较清时,可直接取样进行分析;水样浑浊
时,需先进行离心或过滤,再取样分析.若水样浓度
较高,超过AA3自动分析仪工作线性范围,取样前 需稀释后再进行分析. 3结果与讨论
3.1标准曲线
取6个50mL的容量瓶,先加人适量的纯水,再
分别加入硝酸盐氮100mg/L.取标准使用液0, 0.1,0.25,0.5,1,2.5mL,用纯水稀释至刻度,制成
质量浓度分别为0.00,0.20,0.50,1.0,2.0,5.0 mg/L的标准溶液系列进行分析,结果见表2.对各
测定浓度进行线性回归,得标准曲线相关系数.
表2总氮的标准曲线系列 实验结果说明,溶液浓度与数字信号值在0.00
~ 5.O0mg/L之间有很好的线性关系,相关系数r一
0.9998. 标准曲线方程为y=一1.8750X4-1.7388× 1O一,式中X值为校正后峰高的模/数转换值,y为
TN浓度值.
3.2检出限
根据美国环境保护所(EPA)相关标准,在置信
水平为99时,重复测定浓度与方法检出限接近 的水样次,计算出标准偏差5.检出限(MDL)计
算公式如下: MDL一2.82lXS
本文使用浓度为0.02mg/L的硝酸盐氮作为标 准样,重复测定1O次,测定结果分别为0.020,
0.019,0.020,0.02l,0.02l,0.022,0.021,0.023, h程否州薹薹恸否~
38分析仪器2010年第4期
0.028,0.027mg/L.10次测定结果的标准偏差S一 0.0030,方法检出限MDL=0.0030×2.821—0.008
mg/L. 3.3精密度
分别测量两种浓度.高浓度选5.0mg/L,低浓
度选1.0mg/L.分别平行测10次,两种浓度样品 TN的相对标准差在1.70~l_9O之间,测定结
果见表3.由表3可知,该方法有很好的精密度.
表3精密度测定结果 3.4回收率
加标回收率测定结果见表4. 由表4可知TN加标回收率在91.5~111
之间,平均加标回收率为103,说明精密度很好.
表4加标回收率测定结果
1.66
1.82 O.29
2.19
2.22
2.77
2.52 1.9
1.79
2.62
3.62
3.95 2.47
4.27
4.28
4.78
4.5 3.73
4.01
4.69
98.O
107 109
1O4
1O3
101 99.0
91.5
111
104 4注意事项 (1)如果某个水样浓度较高,已影响到其后的样
品分析时,应确保系统清洗干净,基线能回到起始状
态才能分析其他样品. (2)如发现有渗漏,要检查管路连接是否正确;
若管线老化要及时更换. (3)分析过程中,应注意打气管,脱气管的状态,
气泡应大小,间隔均匀.如发现管路中有很多小气
泡或气泡不均匀,要检查产生的原因. (4)运行一段时间,需对镉柱进行清洗及活化处
理. (5)消化液再次进样的分流管线处,应使废液管
在TN进样管之上,有利于废气的排出,使基线更稳
定. (6)本方法的积分时间可能发生变化,可根据实
际峰形调整积分. (7)分析结束后,消化试剂管插入到纯水中,TN
试剂管插入到曲拉通清洗液中.拔出所有管道探头
置于干净的滤纸上,直到所有管路抽干才可关蠕动
泵.每月至少对系统彻底清洗一次.管道的清洗是
保证仪器稳定性的重要措施之一. 参考文献 1夏颖毅,周军,蒋蓄蕾.现代科学仪器,2008,(1):82—
84 2袁汉鸿.中国给水排水,2007,23(18):87—89
3国家环境保护总局.水和废水监测分析方法(第4版). 北京:中国环境科学出版社,2002 4苏占峰.中国卫生检验杂志2007,17(7):1223—1224
5金民,张敏,徐俊.分析仪器,2008.3:51—54
6潘双叶,罗宏德.中国卫生检验杂志,2007,17(4):598—
6O0 收稿日期:2009—10—13
Determinationoftotalnitrogeninsurfacewaterbycontinuousflowanalysis.HuangXiaohong,BieNa—
na,ZhouShengdong(WaterQualityTestCenterforWuxiRunningWaterCompany,Wuxi,214073)
Amethodforthedeterminationofsurfacewaterbycontinuousflowanalysisisstudiedpreliminarily.
Experimentalresultsshowthatthecorrelationcoefficientofthemethodis0.9998,therecoveryisbetween