QuAArtuo型连续流动注射仪同时测定水中总磷总氮

谢文强 李维旭

摘要：指出了传统分析方法对水中总磷和总氮的分析速度较慢，较难适应新形势下的分析工作需求。结合连续流动分析技术原理，利用QuAAtro型连续流动分析仪同时测定水中总磷总氮，其检出限、精密度、准确度测定均满意，且优于传统分析方法的同时具有分析速度快，精确度高等特点，特别适合大批童样品连续分析。

关键词：连续流动注射分析法;同时测定;总磷;总氮

中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2020）04-0066-02

1 引言

总氮是指水中各种形态无机和有机氮的总量。包括NO^3-、NO^2-和NH⁴⁺等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮，以1 L水含氮毫克数计算;总磷是水样经消解后将各种形态的磷转变成正磷酸盐后测定的结果，以1L水样含磷毫克数计量。水中总氮、总磷含量是水体富营养化的重要指标之一，水体富营养化问题愈发成为新时代水体的主要问题，国家“十三五”规划对工业污水中总磷、总氮实总量控制，最大程度解决总磷、总氮进入水体后可能引起的富营养化问题，同时对沿海地级及以上城市实施总磷、总氮排放总量控制。随着环境监测要求的不断提高，快速测定大批量水样中总磷总氮指标，对环境保护有着重要的意义。目前，测定水中总磷、总氮的方法主要分光光度法、紫外分光光光度法、离子色谱法等。前2种方法对总磷总氮只能单独测定，分析速度慢，过程繁琐耗时长。经优化后的离子色谱法虽然可以同时测定水中总磷总氮，但是由于其检出限高，不能广泛应用于监测分析中。连续流动仪作为新一代的分析仪器，进样、监测和数据处理全部自动化，具有实验方法简单、耗材少、准确性高、重现性好、速度快、适用于大批量监测等特点。为克服传统分析方法速度慢缺点，本文针对性地探讨使用连续流动注射法同时测定水中总磷总氮的可行性。

2 实验原理及材料

2.1 实验原理

总氮分析原理：样品和过硫酸钾混合，加热后再与四硼酸钠缓冲溶液一起进入紫外消解器进行消解，含氮化合物被氧化为硝酸根离子经过镉柱还原为亚硝酸根离子。亚硝酸根离子再和磺胺和NEDD反应，生成的紫红色化合物可以在550nm处测定。

总磷分析原理：样品与过硫酸钾混合然后被紫外消解器進行消解，在消解过程中且在酸性条件107℃下，含磷化合物被消解为磷酸盐，在酒石酸锑钾的催化下，与钼酸铵反应生成磷钼酸化合物。该化合物被抗坏血酸还原生成蓝色络合物，在880nm处比色测定。

2.2 实验仪器与试剂

2.2.1 主要仪器

德国SEAL分析仪器公司QuAAtro连续流动分析仪。

2.2.2 总磷所需试剂

酸溶液：取硫酸160mL加入15%SDS溶液10mL，用水稀释到1000mL;氢氧化钠试剂：称取氢氧化钠160 g加入15%SDS溶液10mL，用水稀释到1000mL;过硫酸钾硫酸：200mL硫酸中加入过硫酸钾12 g，用水稀释到1000mLn钼酸铵溶液：取硫酸40mL加入钼酸铵4.8 g，再加入15%SDS溶液10mL，用水稀释到1000mL;酒石酸锑钾储备液：取酒石酸锑钾0.30g，用水稀释到100mL。抗坏血酸溶液：称取抗坏血酸18g，加入酒石酸锑钾储备液20mL，用水稀释到1000mL。

2.2.3 总氮所需试剂

50%曲拉通：取曲拉通50mL和乙醇50mL，等比例混匀;过硫酸钾溶液：取过硫酸钾49g，用水稀释到1000mL;四硼酸钠缓冲液：取四硼酸钠38 g，氢氧化钠6g，用水稀释到1000mL;哌唑溶液：称取哌唑30g，加入50%曲拉通1mL，硫酸5.0mL，用水稀释到1000mL;显色剂：取磷酸150mL，加入磺胺10g，N-1-萘基乙二胺二盐酸0.5g，用水稀释到1000mL。

3 实验结果

3.1 标准曲线

分别取浓度为1000mg/L总磷、总氮的有证标准溶液，配制成10mg/L总磷中间液和100mg/的总氮中间液，再依次取0.2mL、0.5mL、1.0mL、2.5mL、5.0mL、7.5mL、10.0mL两种中间液分别定容至100.00mL，进行上机检测，具体结果见表1，在对水样同时测定时，总磷曲线相关系数为0.9994，总氮曲线相关系数为0.9995，可见该方法同时测定水中总磷总氮时，标准曲线非常稳定且相关性高。为0.0075mg/L，测定下限为0.03mg/L，数据计算具体实验结果见表2所示。

3.2 检出限及测定下限

以实验室用水为实验对象，因测定空白值未检出，对两组标线适当浓度点进行连续7次测定，计算其方法标准偏差及方法检出限MDL[1]，7次测量时t值为3.143，经计算水样中总磷检出限MDL=t×S=0.0096mg/L，测定下限为0.04mg/L，同时测定的总氮检出限

3.3 精密度与准确度

3.3.1 精密度

配制总磷总氮的混合标准样品，其中总磷含量为0.5mg/L，总氮含量为5mg/L，进行连续7次测定，计算相对标准偏差（RSD%），测定结果如表3所示。

同时测定该组总磷总氮样品时，测得该水样总磷的平均值为0.4876mg/L，标准偏差S（%）为0.00086，相对标准偏差RSD（%）为0.18，测得该水样总氮的平均值为4.9946mg/L，标准偏差S（%）为0.01425，相对标准偏差RSD（%）为0.18，水样中总氮相对标准偏差RSD（%）为0.29。

3.3.2 准确度

以水中总磷总氮有证标准样品进行验证，以连续测定6次后的平均值与样品值计算相对误差，以验证准确性[2-5]，经测定两组标准物质，其中测得该水样总磷的平均值为1.6285mg/L，与质控样真值1.60mg/L相对误差RE（%）为1.78，测得水样总氮的平均值为1.3388mg/L，与质控样真值1.33mg/L相对误差RE（%）为0.66，具体数据如表4所示。

4 结论

利用连续流动注射法同时测定水中总磷、总氮，校准曲线相关性高，检出限满足普通分析要求，精密度与准确度良好，针对大批量样品分析时优点更明显，具有分析快速，实验药品用量少，结果高效准确等特点。

参考文献：

[1]国家环境保护总局.环境监测分析方法标准制修订技术导则：HJ168-2010[5].北京：中国环境科学出版，2010.

[2]严一乾.钼锑抗分光光度法测定水中总磷的影响因素分析[J].绿色科技，2017（2）：32～33，38.

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[4]褚磊.煤矿区塌陷塘富营养化特征研究[J].绿色科技，2018（16）：18～23，26.

[5]刘晓琴.地表水水质常规监测中常见问题及对策[J].绿色科技，2019（8）：85～86.

收稿日期，2020-01-06

作者简介：谢文强（1982-），男，工程师，主要从事环境监测、实验技术分析等工作。