连续流动分析仪在农业水质监测中的应用

蒋治国 张宇 朱佳明

摘 要：该文采用荷兰SKALAR公司SAN++型连续流动分析仪对农业水质中的总氮（TN）、总磷（TP）和氨氮（NH3-N）指标进行了检测方法的研究，并利用此方法对农业生产用水进行了测定。结果表明：该方法在检测水中的总氮、总磷和氨氮时，标准曲线相关系数r≥0.999；加标回收率分别为103.5%（TN）、98.3%（TP）、98.6%（NH3-N），相对标准偏差（RSD）分别为0.9%（TN）、1.5%（TP）、1.1%（NH3-N），用该方法对实际样品进行测定时也取得了良好的准确度和精密度。运用此方法快速、简便，而且能保证数据的可靠性，尤其适用于大批量农业水环境样品的监测。

关键词：连续流动分析仪；农业；水质；监测

中图分类号 X824 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）12-112-02

Application of Continuous Flow Analyzer in Monitor Agricultural Water Quality

Jiang Zhiguo et al.

（The Agriculture Beast and Fishing Product Quality Supervision Inspection and Test Center of Changzhou， Changzhou 213002，China）

Abstract：In this paper we built a new detection method in monitor agricultural water with SAN++ continuous flow analyzer （SKALAR company， Holland）， and total nitrogen（TN）， total phosphorus （TP） and ammonia （NH3-N） in agricultural water were determined by this method.The results showed that：in this method the TN、TP、NH3-N detection coefficient of correlation r≥0.999； the recovery of standard were：103.5% （TN）， 98.3% （TP）， 98.6% （NH3-N）， the relative standard deviation （RSD） were：0.9% （TN）， 1.5% （TP）， 1.1% （NH3-N），and this method was accuracy and precision.The method is rapid and simple， and can ensure the reliability of data，especially suitable for large quantities of agricultural environmental water sample monitoring.

Key words：Continuous flow analyzer；Agriculture；Water quality；Monitoring

良好的水环境是实现农业生产健康发展的重要条件。由于农业生产中多年大量使用化肥、农药及畜禽粪便等造成的农业面源污染日益突出，导致农村功能性用水进一步短缺，农产品质量安全受到了威胁。控制农业面源污染的技术对策主要是从源头控制污染物进入水体，根据国家颁布的地表水环境质量标准，适于农业用水区的V类水要求总氮≤2.0mg/L、总磷≤0.4mg/L[1]。连续流动分析仪因其分析速度快、操作简捷、重现性好、低消耗等优点[2-3]，尤其适合于大批量水环境样品的分析[4]。该方法在农业水质监测中不仅准确度和精密度高，而且快速可靠，可满足大批量样品测定的需求。为此，本文采用荷兰SKALAR公司生产的连续流动分析仪，以总氮、总磷和氨氮为例，研究了测定农业生产用水的检测方法，并对农业水环境样品进行了实际监测。

1 仪器原理及组成

1.1 仪器原理 连续流动分析仪（Segmented Flowinjection Analysis，SFA）是1974年丹麦化学家Ruzicka和Hansen首先提出的一种微量溶液效率自动分析技术，它利用泵压缩不同内径的弹性塑料管和试剂，按比例吸入管路系统中，其中引入空气泡作为样品间隔。在一定条件下混匀、分离干扰物进行保温反应，显色后测定吸光度值，再把信号送入计算机，根据峰面积与被测物质浓度自动计算出结果[5]。

1.2 仪器组成 仪器包括3个部分：自动进样器、反应池和数据处理系统[6]。本文所用连续流动分析仪配备了X-Y-Z三维自动取样器，可实现140个样品的双针吸入式取样。连续流动分析仪组成见图1。

2 材料与方法

2.1 仪器 连续流动分析仪（SAN++，荷兰Skalar公司），超纯水机（Synergy，美国Millipore公司）

2.2 试剂 总氮：氢氧化钠、过硫酸钾、硼酸、Brij35、氯化铵、咪唑、EDTA、盐酸、磺胺、N-（1-萘基）乙烯二胺；氨氮：酒石酸钾钠、柠檬酸、Brij35、水杨酸钠、氢氧化钠、硝普酸钠、二氯异氰尿酸钠；总磷：过硫酸钾、浓硫酸、氢氧化钠、抗坏血酸、丙酮、钼酸铵、FFD6、酒石酸锑钾，以上试剂均为分析纯。实验用水为超纯水（经Millipore超纯水机纯化）。总氮、氨氮、总磷的标准物质均购自环境保护部标准样品研究所、国家有色金属及电子材料分析测试中心和水利部水环境监测评价研究中心。

2.3 实验方法 样品的处理、溶液的配置和实验步骤均按照Skalar连续流动分析仪使用操作手册的要求进行。测定总氮和总磷的样品中需加入50mL或更多浓硫酸（95%～97%）使样品pH≤2.0，检测前，样品中存在不溶颗粒物需漏斗过滤降低颗粒大小，样品静置12h以上，但不要超过8d。测定氨氮的样品需在取样后马上分析，最迟放置不能超过24h，样品用前需在4℃条件下保存。样品中不溶物≤30mg/L。

3 结果与分析

3.1 标准曲线 分别配制总氮、总磷（质量浓度为0.0、0.5、1.0、1.5、3.0、5.0μg/mL）和氨氮（质量浓度为0.0、0.1、0.5、1.0、5.0、10.0μg/mL）的系列标准工作溶液，以总氮、总磷和氨氮的质量浓度（X，μg/mL）分别对其峰高（Y）进行线性回归，得到的标准曲线见表。结果表明：在相应浓度范围内，3种组分的相关系数均大于0.999。

3.2 精密度与回收率 对浓度分别为1.33μg/mL（总氮）、1.30μg/mL（总磷）和5.0μg/mL（氨氮）的质控水样进行回收率测定，每个质控水样平行测定10次，其加标回收率及精密度结果见表1。由表1可知：3种组分的回收率分别为103.5%（总氮）、98.3%（总磷）和98.6%（氨氮）；测定结果的相对标准偏差分别为0.9%（总氮）、1.5%（总磷）和1.1%（氨氮），方法的准确度和精密度均符合分析的要求。

3.3 实际样品分析 应用建立的分析方法，测定了10个农业生产排放水中总氮、总磷和氨氮的含量，结果分别为1.0～2.7μg/mL（总氮）、0.02～0.04μg/mL（总磷）和0.6～1.5μg/mL（氨氮），均符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，表明该监测水域目前的水质情况均达到了排放标准的要求。

4 结论与讨论

（1）连续流动分析法在测定水质中的总氮、总磷和氨氮时，标准曲线的相关系数r≥0.999，线性关系良好，从加标回收率实验和相对标准偏差（RSD）来看，有较高的准确度和精密度。

（2）连续流动分析是一种微量、快速、灵敏、准确、平稳的分析方法，具有设备和操作简单，试样和试剂消耗量少等一系列优点，并且能够实现自动进样，特别适用于大批量常规样品的分析，可实现多组分的同时测定，值得进一步推广。

（3）由于水样中含有氮磷等营养物质，容易长菌，因此要特别注意管道清洗，每次测定完毕及时用水冲洗，赶走空气，不能让水样和试剂残留，定期用冲洗液冲洗，保证管道清洁。对于有沉淀较浑浊的水样，应通过过滤作前处理。

参考文献

[1]孙丽，马友华，王桂苓，等.巢湖流域农田尾水的控制与治理[J].农业环境与发展，2010（5）：53.

[2]罗毅.地表水环境质量监测实用分析方法[M].北京：中国环境科学出版社，2009.

[3]李兵.论SKALAR流动分析仪在黄河水质监测中的应用[J].现代商贸工业，2009（3）：267-268.

[4]孙健.荷兰SKALAR SAN++ 间隔分析仪在淮河流域水质分析工作中的应用[J].现代科学仪器，2003（6）：24.

[5]邓辉萍，张红宇，林凯.Skalar 间隔流动注射分析仪在水质监测的应用[J].职业与健康，2007（10）：808.

[6]丁丹丹，刘敏，韩晓羽，等.SKALAR SAN++ 8505连续流动分析仪注意事项及故障处理[J].现代仪器，2012（3）：85.

（责编：张宏民）