吳老五

合肥供水集團(tuán)有限公司，安徽合肥 230000

全自動(dòng)的新型分析儀所依據(jù)的主要工作原理本質(zhì)上也屬于分光光度法這一傳統(tǒng)分析理論。水質(zhì)分析儀通過(guò)軟件程序的自動(dòng)控制，在比色杯的反應(yīng)槽內(nèi)加入樣本以及試劑，并保證計(jì)量的精確性。然后自動(dòng)進(jìn)行混勻攪拌，設(shè)定顯色反應(yīng)時(shí)間，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取和分析，并自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告。該檢測(cè)方式采用的是第二代濕法自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)，這是世界上目前最新的化學(xué)檢測(cè)方式，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化檢測(cè)的無(wú)人值守模式，其不再受模塊限制，并有效解決了在流通池產(chǎn)生交叉污染的問(wèn)題，降低了人為因素造成檢測(cè)誤差的機(jī)率，提高了檢測(cè)的重復(fù)性和準(zhǔn)確性，達(dá)到了國(guó)際認(rèn)證的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，在西方很多發(fā)達(dá)國(guó)家被普遍的應(yīng)用于環(huán)境水質(zhì)的檢測(cè)，但目前在我國(guó)還處于發(fā)展初期。

1 全自動(dòng)水質(zhì)分析儀快速定量檢測(cè)地表水中硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的基本原理

利用全自動(dòng)水質(zhì)分析儀對(duì)地表水中的硝酸鹽氮以及亞硝酸鹽氮成分進(jìn)行定量檢測(cè)主要是以通過(guò)硫酸肼還原法來(lái)檢測(cè)樣本水中所含的硝酸鹽成分的方法為基礎(chǔ)，形成了對(duì)地表水質(zhì)中所含的硝酸以及亞硝酸成分進(jìn)行全自動(dòng)檢測(cè)的試驗(yàn)方法，同時(shí)通過(guò)離子色譜來(lái)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。其分析原理是依據(jù)當(dāng)樣本水質(zhì)中所含的硝酸鹽成分與硫酸肼試劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，被還原為亞硝酸鹽，并與磺胺發(fā)生重氮化反應(yīng)，而后再與鹽酸苯基乙二胺進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)而出現(xiàn)顯色，此時(shí)就可以利用分光光度法在540mm波長(zhǎng)下進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)。也可以直接檢測(cè)而不使用硫酸肼試劑，那么檢定的結(jié)果則是樣本水質(zhì)中亞硝酸鹽的原本含量值。對(duì)此二項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行相減計(jì)算以后就可以得到樣本水質(zhì)中硝酸鹽氮的真實(shí)含量值。

2 全自動(dòng)水質(zhì)分析儀快速定量檢測(cè)地表水中硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)

2.1 定量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)所需要的儀器設(shè)備

對(duì)地表水硝酸鹽氮以及亞硝酸鹽氮成分的定量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)時(shí)需要Thermo Fish Scientific全自動(dòng)水質(zhì)分析儀，分光光度計(jì)、注射器、過(guò)濾裝置，濾膜則采用了0.45μm規(guī)格。同時(shí)在本次檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中還選擇了國(guó)產(chǎn)的全自動(dòng)FIA-6000+性流動(dòng)注射分析儀，以及相關(guān)的高精度天平、移液管以及容量瓶等實(shí)驗(yàn)器材。

2.2 定量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)所需要的試劑以及配置

2.2.1 定量檢測(cè)的堿性溶液劑量

進(jìn)行定量檢測(cè)前應(yīng)精確稱量NaOH0.800g，并將其放入100mL的容量瓶?jī)?nèi)，然后用去離子水對(duì)其進(jìn)行定容制備。

2.2.2 配置定量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)還原試劑

在配置硫酸銅溶液時(shí)，應(yīng)精確稱量CuSO4·5H20.780g，并將其加入到200mL容積的容量瓶?jī)?nèi)，配置定容時(shí)應(yīng)使用去離子水。

在配置硫酸鋅溶液時(shí)，應(yīng)精確稱量ZnSO4·7H20.900g，并將其加入到200mL容積的容量瓶?jī)?nèi)，配置定容時(shí)應(yīng)使用去離子水。

在配置還原試劑時(shí)，應(yīng)精確稱量硫酸肼0.325g，并用去離子水400mL對(duì)其進(jìn)行溶解，然后分別將硫酸銅溶液0.75mL以及硫酸鋅溶液5.0mL加入其中，并將容積為500mL的容量瓶來(lái)對(duì)混合溶液進(jìn)行轉(zhuǎn)移，最后用去離子水對(duì)溶液進(jìn)行定容。配置完成的溶液能夠在一個(gè)月內(nèi)保持穩(wěn)定。

2.2.3 定量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)顯色試劑的制備

配置顯色試劑時(shí)應(yīng)首先用去離子水500mL對(duì)濃磷酸溶液50mL進(jìn)行稀釋，然后將磺胺5.000g加入到溶液中，待其溶解完成后，還需加入鹽酸苯乙二胺0.250g，最后容量為1000mL的容量瓶對(duì)混合容易進(jìn)行轉(zhuǎn)移和定容。配置完成后應(yīng)用棕色瓶對(duì)試劑進(jìn)行密封保持，這樣試劑就可以在一個(gè)月內(nèi)保持性質(zhì)穩(wěn)定。

2.3 定量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)所需要的標(biāo)準(zhǔn)溶液配置

配置500mg/L的硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，應(yīng)精確稱量硝酸鉀3.609g加入到容量為1000mL的容量瓶?jī)?nèi)，并用去離子水對(duì)其進(jìn)行定容。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)采用在100～105℃高溫下經(jīng)過(guò)2h烘干后的優(yōu)級(jí)硝酸鉀。同時(shí)應(yīng)在2～8℃下使用塑料容器保存配置完成的溶液，這樣可以使溶液在一個(gè)月內(nèi)保持性質(zhì)穩(wěn)定。在實(shí)驗(yàn)時(shí)可以吸取亞硝酸鹽氮溶液10mL，并對(duì)其進(jìn)行稀釋，得到50mg/L濃度的硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液100mL。

配置250mg/L的亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，應(yīng)精確稱量硝酸鈉1.231g加入到容量為1000mL的容量瓶?jī)?nèi)，并用去離子水對(duì)其進(jìn)行定容。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)采用烘干后的優(yōu)級(jí)亞硝酸鈉。同時(shí)應(yīng)在2～8℃下使用塑料容器保存配置完成的溶液，這樣可以使溶液在6個(gè)月內(nèi)保持性質(zhì)穩(wěn)定。在實(shí)驗(yàn)時(shí)可以吸取亞硝酸鹽氮溶液4mL，并對(duì)其進(jìn)行稀釋，得到1mg/L濃度的硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液1000mL。

2.4 定量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的操作流程

2.4.1 定量檢測(cè)流程的設(shè)定

檢測(cè)時(shí)應(yīng)開(kāi)啟儀器設(shè)備，并通過(guò)電腦對(duì)軟件程序進(jìn)行操作。當(dāng)儀器上顯示已連接時(shí)就可以啟動(dòng)程序開(kāi)始運(yùn)行，此時(shí)儀器將進(jìn)行自檢以及水空白實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，在反應(yīng)盤(pán)和其他相關(guān)部件的溫度穩(wěn)定后就可以進(jìn)行正式的定量檢測(cè)了。實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)首先在軟件程序中進(jìn)行硝酸鹽氮以及亞硝酸鹽氮定量檢測(cè)流程的編制工作，如果實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的是原廠試劑，則可以直接按照儀器自帶流程進(jìn)行檢測(cè)。

對(duì)亞硝酸鹽氮進(jìn)行自動(dòng)化定量檢測(cè)時(shí)，其測(cè)試流程應(yīng)設(shè)定為首先對(duì)120 μ L水樣以及50μ L堿性溶液進(jìn)行移取，然后讀取空白，再移取20 μ L的顯色溶劑，并在經(jīng)過(guò)350s反應(yīng)后，利用540mm波長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)。

對(duì)硝酸鹽氮進(jìn)行自動(dòng)化定量檢測(cè)時(shí)，其測(cè)試流程應(yīng)設(shè)定為首先對(duì)120μ L水樣以及50μ L堿性溶液進(jìn)行移取，然后讀取空白；再移取50μ L還原試劑，并對(duì)樣品空白進(jìn)行讀?。辉诮?jīng)過(guò)420s反應(yīng)后，再移取30 μ L的顯色溶劑，并在經(jīng)過(guò)300s反應(yīng)后，利用540mm波長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)。

2.4.2 稀釋的自動(dòng)校準(zhǔn)設(shè)定

定量檢測(cè)時(shí)應(yīng)將硝酸鹽氮的校準(zhǔn)濃度設(shè)置為50mg/L，并進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)定義，將稀釋倍數(shù)分別設(shè)置為20、10、5、3以及2，從而獲得濃度的自動(dòng)校準(zhǔn)點(diǎn)為2.5、5、10、16.7以及25mg/L。

亞硝酸鹽氮的校準(zhǔn)濃度應(yīng)設(shè)置為1mg/L，并對(duì)稀釋進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)定義，將稀釋倍數(shù)分別設(shè)置為50、20、10、5以及2，從而獲得濃度的自動(dòng)校準(zhǔn)點(diǎn)為0.02、0.05、0.1、0.2以及0.5mg/L。

2.4.3 測(cè)定檢測(cè)樣本

檢測(cè)室在樣品管中放入待測(cè)樣品，并將其放置在樣品架上，樣品架應(yīng)設(shè)置相應(yīng)得到條碼架號(hào)。然后根據(jù)檢測(cè)儀器的操作規(guī)程分別在軟件程序中進(jìn)行所有樣本以及待測(cè)指標(biāo)的設(shè)定，并設(shè)置儀器在完成檢測(cè)后自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告，以顯示檢測(cè)結(jié)果。

3 全自動(dòng)水質(zhì)分析儀快速定量檢測(cè)地表水中硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的檢測(cè)結(jié)果及分析

在樣品架上放置好硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮以及空白點(diǎn)后，根據(jù)其位置和架號(hào)，自動(dòng)運(yùn)行相應(yīng)的檢測(cè)方法以及校準(zhǔn)程序，從而獲得硝酸鹽氮的定量檢測(cè)參數(shù)值為0.999。根據(jù)這一檢測(cè)方法對(duì)樣本重復(fù)進(jìn)行七次定量檢測(cè)，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行記錄，可以發(fā)現(xiàn)這一測(cè)定方法所產(chǎn)生的誤差比較小，達(dá)到了定量檢測(cè)的要求，而且該方法的檢出率也比較好。此外與使用流動(dòng)注射分析儀進(jìn)行定量檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)本檢測(cè)方法的準(zhǔn)確性比較高。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)全自動(dòng)新型水質(zhì)分析儀能夠?qū)Φ乇硭兴南跛猁}氮以及亞硝酸鹽氮成分進(jìn)行有效的檢測(cè)，這種檢測(cè)方法具有靈敏度高、精度好的優(yōu)點(diǎn)，可以適用于對(duì)地表水質(zhì)進(jìn)行快速定量檢測(cè)的需要，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明這種檢測(cè)方法可以快速準(zhǔn)確地完成對(duì)濃度低于100 μ g/L的亞硝酸鹽氮的檢定。而且全自動(dòng)水質(zhì)分析儀的操作更加便捷，在檢測(cè)過(guò)程中可以真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守模式，能夠快速地完成大量樣本的檢測(cè)工作。同時(shí)僅需要少量樣品就可以進(jìn)行檢測(cè)，非常適合用于需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離取樣等情況的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。其所消耗的試劑也比較少，一次試劑配置完成后就可以滿足多次檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的需要。這種檢測(cè)方法所產(chǎn)生的廢水廢液量也比較少，避免了對(duì)環(huán)境的污染，也減輕了檢測(cè)人員的工作強(qiáng)度。因此，全自動(dòng)水質(zhì)分析儀是一項(xiàng)具有較高應(yīng)用價(jià)值的定量檢測(cè)技術(shù)，其發(fā)展前景十分廣闊。