连续流动分析法测定养殖海水氨氮的研究

杨璟爱，韩少强*，杨健安

(1. 天津市生态环境监测中心 天津300384；2. 天津津环环境工程咨询有限公司 天津300191)

0 引 言

氨氮是养殖海水营养盐监测项目中的重要指标，可用于养殖海水质量、水体污染程度和自净状况的评价[1-3]。养殖海水中的氨氮主要来源于饵料残渣、养殖生物代谢产物以及工业废水和农业排水的排放。适量的氨氮对养殖水产是有利的，但当氨氮大于1mg/L时，鱼类摄食行为将受到影响；大于 2mg/L养殖生物将大量死亡[4]。因此，测定养殖海水中氨氮的含量十分必要[1,2,5]。

现行国家标准对于海水中氨氮的测定方法有靛酚蓝分光光度法和次溴酸盐氧化法。纳氏试剂分光光度法是测定水质氨氮的常用方法[4-7]。由于次溴酸盐氧化法的检测上限仅为 0.08mg/L，在国标中明确规定不适用于污染较重、含有机物较多的养殖水体水质测定[5]。靛酚蓝分光光度法反应过程需6h，且该法检测上限仅为 0.15mg/L，因此靛酚蓝分光光度法存在分析时间长、测定上限低的问题。由于海水中含有大量钙、镁离子，会干扰纳氏试剂分光光度法显色反应，通常需用蒸馏预处理法将其除去，再用纳氏法测定海水中的氨氮，繁琐的蒸馏步骤导致该方法不能实现氨氮的快速测定[3,8]。

本文建立的连续流动分析法，测定范围宽，不但测定上限高，而且以在线蒸馏取代了手工蒸馏，自动化程度高，能够实现大批量养殖海水样品氨氮的连续快速在线分析[2,7]。

1 实验方法

1.1 实验原理

在蠕动泵作用下，养殖海水样品由进样器吸入连续流动系统中，与空气和试剂均匀混合。氨氮经过在线蒸馏以及氯化作用，与水杨酸钠反应，再经氧化还原和络合反得到络合物，并在催化剂作用下与显色剂反应，通过测定最终产物的吸光度，由朗伯-比尔定律计算得出养殖海水中氨氮的含量[9]。

1.2 仪器及参数

SKALAR连续流动分析仪。检测波长 660nm；高温条件95℃；取样时间70s；清洗时间90s。

1.3 主要试剂

蒸馏试剂：将 5g EDTA二钠溶于水中，加入140g氢氧化钠，用水稀释定溶到1L。

硫酸溶液：将0.3mL硫酸(98%)溶于800mL水中，定容至1L。

缓冲溶液：称取 24g 柠檬酸钠及 33g酒石酸钾钠溶于800mL蒸馏水中，加入盐酸调pH为5.2，加入1mL Brij35，以水定容至1L。

水杨酸钠溶液：称取 25g氢氧化钠溶于 800mL蒸馏水中，加80g水杨酸钠，以水定容至1L，摇匀。

硝普钠溶液：称取 1g硝普钠溶于 800mL蒸馏水中，以水定容至1L，摇匀。

二氯异氰尿酸钠溶液：称 2g二氯异氰尿酸钠溶于800mL蒸馏水中，以水定容至1L，摇匀。

1.4 分析步骤

打开连续流动分析仪，将曲线系列溶液和海水样品依次放入进样器，在工作站中设置仪器参数，待基线平稳，开始进样分析。样品分析结束后，清洗仪器，加热模块降至室温后关机。

2 结果与讨论

2.1 校准曲线

将 100mg/L氨氮标准溶液用无氨水稀释，分别配置成 0、0.200、1.00、5.00、10.0、20.0mg/L 系列浓度溶液。

表 1中实验结果证明，氨氮在 0～20.0mg/L浓度范围内线性拟合关系良好，满足一般方法对线性关系的要求。

表1 校准曲线Tab.1 Calibration curve

2.2 检出限

根据 HJ 168—2010，检出限为 t(n-1，0.99)×S。对氨氮溶液进行7次平行测定时，n为7，S为7次测定标准偏差；t(6，0.99)＝3.143，即置信度为 99%、自由度为 6的 t分布(单侧)[8-10]。对浓度为 0.100mg/L的氨氮标液进行7次平行测定。

由表 2可知，该方法的检出限为 0.0239mg/L，该检出限低于传统测定方法，满足海水氨氮检测的要求[6-9]。

表2 方法检出限Tab.2 Method detection limit

3 实际样品分析及对比

3.1 实际样品测定结果对比

分别运用3种分析方法对不同海水样品进行6次平行测定及加标测定，测定结果平均值见表3。

表3 实际样品测定结果对比Tab.3 Comparison of actual sample determination results

由表3中样品测定值可知，连续流动分析法与纳氏试剂分光光度法测定结果的相对偏差低于 5.2%，与次靛酚蓝分光光度法测定结果的相对偏差低于9.6%。这表明，该方法与传统方法的测定结果具有可比性。

3.2 实际样品准确度对比

不同海水样品的 6次平行测定相对标准偏差及加标回收率比对结果见表4。

连续流动分析法相对标准偏差在 1.6%～2.5%，加标回收率在 93.4%～106%之间，该方法精密度准确度高，能够在实际样品分析中提供可靠数据。纳氏试剂分光光度法的相对标准偏差为 2.1%～2.8%，加标回收率为 91.0%～114%，次靛酚蓝分光光度法的相对标准偏差为 2.4%～3.1%，加标回收率为85.4%～118%。连续流动分析法在线蒸馏模块是密闭流路，比纳氏试剂分光光度法手工蒸馏装置气密性高；另外，该方法比次靛酚蓝分光光度法测定范围宽，因此连续流动分析法测定结果准确度高于两种传统方法。

表4 实际样品加标回收率及相对标准偏差结果Tab.4 Spiked recovery rate and relative standard deviation of actual samples

4 结 论

连续流动分析法测定海水中氨氮的方法具有检出限低、测定范围宽以及准确度高等优点。与纳氏试剂分光光度法及次靛酚蓝分光光度法相比，连续流动分析法解决了传统方法测定上限低以及分析时间长的问题。

连续流动分析法实现了全自动化分析，既降低实验风险，又节约分析时间，能够实现大批量样品连续快速测定，测定上限高，适于养殖海水氨氮的快速测定。