真空检测管-电子比色法测定总氮的应用研究

2018-04-15郑州沃特测试技术有限公司郭一鹏

电子世界 2018年5期

郑州沃特测试技术有限公司　郭一鹏

信阳市环境监测站　王　超

郑州沃特测试技术有限公司　郑丛丛

一般天然水中总氮含量不高，但随着经济的快速发展，受大量农业生产，养殖污水排放以及农田施用化肥等多种因素的影响，使水中氮含量增加，同时由于水中生物和微生物的大量繁殖也会消耗水中大量的溶解氧，从而使水质恶化，所以总氮是衡量水质的重要指标之一。目前，测定总氮的分析方法有过硫酸钾氧化-紫外分光光度法测定总氮[1]，遥感技术-光谱法[2],微波消解紫外分光光度法[3]测定总氮，这些分析方法操作繁琐，不便携带，为此研制开发便携式、快速测定总氮的方法迫在眉睫。

现场快检技术的快速可靠性越来越受到青睐，已成为我国环境监测工作中的一个重要部分[4]，现场快检也是突发环境事件处置和处理善后工作的基础和前提[5]，是环境污染事故处置处理中的首要环节[6]。突发性应急监测具有不可预见性、要求快速、监测数据还要具有准确性和代表性、监测对象复杂、监测范围广、监测周期长、监测条件艰苦等特点[7-8]。现场快检较常见的技术有检测管技术、试剂盒（试纸）技术、便携式气相色谱法、便携式气相色谱-质谱联用法、便携式电化学仪技术等[9]。当前现场快检标准方法欠缺，亟需紧扣环境污染时效性强、

事故现场试验条件限制多等特点建立完善的应急监测技术的标准方法体系[10-11]，HJ659-2013《水质氰化物等的测定真空检测管-电子比色法》作为国家环保标准方法发布实施[12]，为现场快检技术的普及和发展提供了有力支持。

郑州沃特测试技术有限公司生产的ZZW水质多参数现场测试仪是基于真空检测管-电子比色法（以下简称“真空检测管法”）原理设计的快检仪器，它将真空检测管自吸式定量采样、自动快速显色的技术与现代光电传感器及数模转换技术系统集成而研制的微电脑型水质现场测试仪，可对水样中多种无机或有机成分进行定量快速分析，具有仪器简便易携、操作简单、升级简单等特点。该文以总氮为例，采用ZZW快速消解仪和ZZW水质多参数现场测试仪测定水和废水中的总氮，并与离子色谱法进行比对[13],分析探讨了总氮的条件参数、干扰、实际样品测试、加标回收率等实验。

1　实验部分

1.1　主要试剂与仪器

ZZW快速消解仪；ZZW水质多参数现场测试仪；硝酸盐氮真空检测管；郑州沃特测试技术有限公司生产。

离子色谱法，所需试剂按该方法标准准备和配制。

1.2　数据统计

数据统计参照HJ168—2010[14]。

2　条件实验与讨论

2.1　水样预处理

过硫酸钾消解：

取一支消解管，加入0.020g过硫酸钾固体，再加入20%的氢氧化钠溶液0.2ml，准确量取2.5ML水样沿着管壁慢慢移入消解管中，使附着管壁上的固体过硫酸钾和碱液充分进入溶液，再用极微量的蒸馏水润洗管壁一到两次，在消解管上面放置一个带胶塞的漏斗，在消解器升温至130℃时加热30分钟后，取出放冷，滴加1M的硫酸溶液至中性，充分摇匀。如溶液不澄清，则用滤纸过滤于50ML烧杯中，用极微量蒸馏水洗消解容器及滤纸，一并移入烧杯中，加水至标线，供分析用。（如果水样的总氮含量低时，可以用多支消解管同时消解，最后合并并定容在一个容量瓶中。）消解完后，用硝酸盐氮检测管测定即为总氮的含量。

2.2　条件试验

2.2.1精密度实验

实验室配制5.0mg/L、10.0mg/L、15.0mg/L,20.0 mg/L,27.0 mg/L五种总氮标准溶液（由环境保护部标准样品研究所，样品编号为102111，浓度值为500mg/L标准溶液稀释配制），平行测定6组数据，计算其相对标准偏差。结果表明，五种标准样品的标准偏差为0.51～1.12。

2.2.2准确度实验

测定3支有证标准物质（来自环境保护部标准样品研究所，样品编号200831浓度值为0.791±0.026mg/L；样品编号200832浓度值为6.02±0.21mg/L；样品编号200834浓度值为12.2±0.9mg/L）。平行测定6组数据计算其相对误差。结果表明，三种标准样品的相对误差分别为6.19%，0.2%和4.9%。

2.2.3反应温度对总氮测定的影响

改变消解时的反应温度，其它测试条件不变，配制15.0mg/L浓度总氮标准溶液（由环境保护部标准样品研究所生产，编号为102111，浓度值为500mg/L标准溶液稀释配制），平行测定5组数据，结果表明，在其它条件不变情况下，测定结果受消解温度影响较大，温度低于130℃时为负误差，高于130℃时为正误差，须严格控制反应温度在130℃，才能保证总氮测定的准确性。

2.2.4加热时间对总氮测定的影响

改变消解时间，其它测试条件不变，配制10.0mg/L浓度总氮标准溶液（环境保护部标准样品研究所生产，样品编号为102111，浓度值为500mg/L标准溶液稀释配制），平行测定5组数据,结果表明，在消解温度为130℃，加热时间对总氮的测定结果有一定的影响。当消解时间为30min时，测量结果误差不大。

2.2.5干扰实验

配制10.0mg/L浓度总氮标准溶液（由环境保护部标准样品研究所研制，编号为102111，浓度值为500mg/L标准溶液稀释配制），参照酚二磺酸光度法测定总氮时，亚硝酸盐可产生干扰，本项目选择亚硝酸盐对总盐进行干扰试验测试，结果表明，随溶液中亚硝酸盐氮含量的增加逐渐降低，当亚硝酸盐氮浓度≤6.0mg/L时对结果没影响，亚硝酸盐氮浓度≥8.0mg/L时对测定产生负干扰，水样中同倍量的Cl-也产生负干扰，其他离子氟化物，溴离子，碘离子，铵盐，有机物都不干扰。

2.3　实际样品测定

2.3.1计算真空检测管法测定结果的相对误差

分别选取标准溶液、3种地表水和3种工业废水水样，按照样品分析步骤，与离子色谱法进行比对，以离子色谱法测定结果作为真值，计算真空检测管法测定结果的相对误差。结果表明，真空检测管法和离子色谱法相比，测定3种地表水水样时，测定结果相对误差为-15.2%～+14.8%。测定3种废水水样时，测定结果的相对误差为-16.3%～-13.3%，误差偏大的原因是实际样品浓度值在测定范围下限以下。

2.3.2实际样品加标回收实验

选用不同类型的水样，水样预处理后加入总氮标准溶液进行测定，每个加标样品平行测定6次，计算每个样品的加标回收率。结果表明，真空检测管法测定实际水样总氮的加标回收率为80.5%～102%。