SK—100自动氨氮分析仪与荷兰SKALAR流动注射分析仪测定水中氨氮的比较研究

蔡奕坤

摘 要：通过对SK-100自动氨氮分析仪法与荷兰SKALAR流动注射法的对比分析，得出SK-100自动氨氮分析仪具有灵敏度更高、稳定性更好的优势，而荷兰SKALAR流动注射分析仪拥有双通道，可同时测定硫化氢等污染物，且实验试剂更加安全。在实际使用中，可根据实际情况和实验要求合理选择两种方法。

关键词：水质监测；污染物；最低检出限；氨氮测定

中图分类号：X832 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.16.061

氨氮是饮用水、地表水、工业废水和生活污水等水质监测的一个重要指标，对其进行检测分析具有重要的指导意义。SK-100自动氨氮分析仪采用的是传统的纳氏试剂分析法的仪器自动化分析，荷兰SKALAR流动注射分析仪采用的是基于改进了的水杨酸-次氯酸盐光度法。两种仪器均有效整合了自动进样、蒸馏前处理、分光光度法分析、数据处理等过程，实现了样品批量分析自动化。本文通过实验分析，对两种方法的优缺点进行了比较研究。

1 方法原理

1.1 SK-100自动氨氮分析仪法

样品经仪器自动蒸馏预处理后，由吸收液吸收，与纳氏试剂反应生成淡红棕色络合物。该络合物的吸光度与氨氮含量成正比。反应中，吸收液为硼酸溶液。

1.2 荷兰SKALAR流动注射法

样品在95 ℃下蒸馏后加入缓冲液，氨被氯化成单氯盐，单氯盐与水杨酸盐和次氯酸盐（或二氯三聚异氰酸盐）形成氧化性耦合的一种蓝色混合物。该混合物的吸光度与氨氮含量成正比，可在660 nm光波下检测。反应中，催化剂为亚硝基铁氰化钠，掩蔽剂为洒石酸钾钠和柠檬酸盐。

2 仪器和试剂

2.1 SK-100自动氨氮分析仪法

使用该方法所需仪器为SK-100自动氨氮分析仪（北京商河科兴），检测条件为：总电源（220 V，50 Hz）、环境温度（20±5）℃、相对湿度≤70%. 检测前，需要先开机预热30 min。所需试剂主要有纳氏试剂（二氯化汞-碘化钾-氢氧化钾溶液）、硼酸溶液（ρ=5 g/L）、硫代硫酸钠溶液（3.5 g/L）、氢氧化钠溶液（4 g/L，40 g/L）和铵标准使用液（0.1 g/L）。

2.2 荷兰SKALAR流动注射法

使用该方法所需仪器为荷兰SKALAR流动注射分析仪，检测条件为：总电源（220 V，50 Hz）、循环冷却器16 ℃、氮气（压力0.15 MPa、氨氮流量80个单位）、氨氮模块加热控制器温度95 ℃。所需试剂有水杨酸钠溶液（80 g/L）、亚硝基铁氰化钠溶液（1 g/L）、次氯酸钠溶液（88 mL/L，棕色瓶保存）、蒸馏试剂（EDTA二钠-氢氧化钠溶液）、缓冲液（柠檬酸钠-酒石酸钾钠-Brij35溶液）、硫酸溶液和铵标准使用液（0.1 g/L）。

3 标准曲线的绘制

SK-100自动氨氮分析仪法的检测上限为10 mg/L，而荷兰SKALAR流动注射法的检测上限为8 mg/L。为了使实验结果更具有可比性，两种方法均使用质量浓度为0.1 g/L的铵标准使用液配置成同一质量浓度的标准系列，分别为：0 mg/L、0.2 mg/L、0.5 mg/L、1 mg/L、2 mg/L、4 mg/L、6 mg/L。将标准系列样品一分为二，分别按顺序放于进样器托盘区待测，待基线平稳后启动分析程序。得出的曲线方程如下：

SK-100自动氨氮分析仪法：Y1=0.135 03X1-0.001 87，r1=0.999 76.

荷兰SKALAR流动注射法：Y2=147 497.2X2-830.03，r2=0.999 90.

由此可见，两种方法均具有良好的线性。

4 最低检出限

按照美国EPA SW-846规定的检出限MDL=3.143 δ（δ为重复测定7次得到的标准偏差），取质量浓度为0.050 mg/L的氨氮溶液，分别用两种方法进行测定，得到的相关数据如表1所示。从表中可知，实际测定值与标准样品之间的误差均较小，由MDL=3.143δ可得SK-100自动氨氮分析仪法的MDL=0.007 mg/L，低于传统的手工方法纳氏试剂分光光度法的最低检出限0.025 mg/L；荷兰SKALAR流动注射法的MDL=0.012 mg/L，略高于手工方法水杨酸-次氯酸盐光度法的最低检出限0.01 mg/L。由此可见，SK-100自动氨氮分析仪法的检出限更低，灵敏度更好。

5 准确度

用环境保护部标准样品研究所的不同浓度质控样进行准确度试验，结果如表2所示。从表中可知，两种方法的质控样测试浓度均在允许的最大不确定度范围内。

6 精密度

取两个实际水样用两种方法进行6次同浓度稳定性测试，结果如表3所示。从实验数据可知，两种方法得出的相对标准偏差RSD均小于5%，符合要求；无论是高浓度，还是低浓度的样品，SK-100自动氨氮分析仪的稳定性均高于荷兰SKALAR流动注射分析仪法。

7 讨论及分析

由实验结果可知，SK-100自动氨氮分析仪法与荷兰SKALAR流动注射法所制的标准曲线的线性良好，两者的质控样测试浓度均落在允许的最大不确定度范围内，其准确度均令人满意，准确度对比不具有统计学意义。

SK-100自动氨氮分析仪法的检出限为0.007 mg/L，荷兰SKALAR流动注射法的检出限为0.012 mg/L。前者的检出限更低，灵敏度更好。从高低浓度样品的精密度测试中可看出，SK-100自动氨氮分析仪法的稳定性高于荷兰SKALAR流动注射法。经查找资料得出，原因可能有以下几点：①荷兰SKALAR流动注射法用的是水杨酸钠试剂，它的显色与纳氏试剂相比不是很完全，纳氏试剂黄色更容易显色；②荷兰SKALAR流动注射分析仪利用强光源加滤光片的方法得到所需的波长，其强光源的稳定性相比较差；③荷兰SKALAR流动注射分析仪对实验环境的要求更高，既要维持冷凝管的温度较低，又要保证环境的温度变化不大。

荷兰SKALAR流动注射分析仪具有可扩展模块的功能，可双通道同时测定硫化氢等污染物，其采用的水杨酸钠试剂比SK-100自动氨氮分析仪采用的纳氏试剂更容易配制，且更加安全。

参考文献

[1]国家环保总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法[M].第四版.北京：中国环境出版社，2002.

〔编辑：王霞〕

Abstract： In this paper， through SK-100 automatic ammonia nitrogen analyzer method and the Holland SKALAR flow injection method of comparative analysis， draw SK-100 automatic nitrogen analyzer has the sensitivity to higher and better stability of the advantage， and Holland SKALAR flow injection analyzer with double channel， simultaneous determination of hydrogen sulfide and other pollutants and reagents safer. In practical use， we can choose the two methods according to the actual situation and the experimental requirements.

Key words： water quality monitoring； pollutant； minimum detection limit； determination of ammonia and nitrogen