謝蘇蕾

(廣東省水文局惠州水文分局，廣東 惠州 516003)

隨著自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)備的普及，連續(xù)流動(dòng)分析儀因其具有靈敏度高、精密度高、準(zhǔn)確度高、省時(shí)省力等優(yōu)點(diǎn)，在水利、環(huán)保、疾控等不同行業(yè)的日常檢測(cè)工作中運(yùn)用越來(lái)越廣泛[1]。連續(xù)流動(dòng)分析儀可容納多個(gè)化學(xué)反應(yīng)模塊和檢測(cè)通道，可同時(shí)分析多個(gè)項(xiàng)目[2-3]。用連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定陰離子表面活性劑因解決了傳統(tǒng)手工法的分析步驟繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)、氯仿等試劑消耗量多、危害人員健康和環(huán)境等問(wèn)題，獲得了越來(lái)越多人的青睞[3]。但是，連續(xù)流動(dòng)分析儀精細(xì)化程度較高，涉及的管路和試劑較多，隨著儀器使用時(shí)間增加，儀器會(huì)出現(xiàn)不同程度的故障[4]。國(guó)內(nèi)環(huán)保和水文系統(tǒng)較早引入了SKALAR連續(xù)流動(dòng)分析儀，在江河湖庫(kù)、土壤等方面進(jìn)行了大量應(yīng)用研究[5]。目前，對(duì)于連續(xù)流動(dòng)分析儀，特別是針對(duì)陰離子表面活性劑模塊的常見故障及原因分析的研究較少。本文對(duì)現(xiàn)有SKALAR連續(xù)流動(dòng)分析儀中陰離子表面活性劑模塊常見故障及其原因和解決方案進(jìn)行總結(jié)分析。

1 儀器和反應(yīng)原理

1.1 儀器

荷蘭SKALAR公司SAN++型連續(xù)流動(dòng)分析儀中陰離子表面活性劑模塊主要由5部分組成：自動(dòng)進(jìn)樣器(SA1100,雙針100個(gè)樣品位)，陰離子表面活性劑反應(yīng)單元，光度檢測(cè)器，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，儀器控制系統(tǒng)(計(jì)算機(jī)和軟件)。工作流程示意見圖1。

圖1 工作流程示意

1.2 反應(yīng)原理

采用連續(xù)流動(dòng)的方法通過(guò)蠕動(dòng)泵壓縮不同內(nèi)徑的彈性泵管，將試劑和樣品按比例吸入管路系統(tǒng)中并在一定條件下混勻，用氯仿萃取出亞甲基藍(lán)陽(yáng)離子與樣品中的陰離子表面活性劑反應(yīng)生成的亞甲基藍(lán)活性物質(zhì)(MBAS)，并通過(guò)堿性亞甲基藍(lán)溶液去除水樣中蛋白質(zhì)的干擾[6]，經(jīng)過(guò)第1個(gè)相分離器后，萃取液再通過(guò)酸性亞甲基藍(lán)溶液去除干擾物，并進(jìn)入第2個(gè)相分離器進(jìn)行分離，隨后萃取液在650 nm處比色測(cè)定吸光度，通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絻x器控制系統(tǒng)中進(jìn)行結(jié)果計(jì)算。分析流程示意見圖2。

圖2 分析流程示意

2 常見故障分析

連續(xù)流動(dòng)分析儀的管路較多，零件較復(fù)雜，因此故障類型較多，原因分析較復(fù)雜。故障排查方法多種多樣，為更加契合日常檢測(cè)工作，增加參考價(jià)值，本文結(jié)合陰離子表面活性劑的日常檢測(cè)工作步驟，分步對(duì)檢測(cè)過(guò)程中遇到的各種典型故障及其原因和解決方案進(jìn)行分析討論。

2.1 開機(jī)階段常見故障原因分析和解決方案

開機(jī)階段的檢查是保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行的關(guān)鍵，在開機(jī)時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，可以降低檢測(cè)階段出現(xiàn)故障的頻率，大大地提高工作效率，同時(shí)避免浪費(fèi)過(guò)多的試劑。對(duì)于陰離子表面活性劑的檢測(cè)，開機(jī)時(shí)注意事項(xiàng)較多，可從聯(lián)機(jī)、相分離器、靈敏度、基線等四個(gè)方面進(jìn)行故障原因分析和解決方案總結(jié)。

2.1.1聯(lián)機(jī)失敗

聯(lián)機(jī)失敗主要分為兩種情況：一是檢測(cè)信號(hào)燈不亮；二是檢測(cè)信號(hào)燈亮。其原因分析及解決方案見表1所示。

表1 聯(lián)機(jī)失敗的原因分析和解決方案

2.1.2相分離器故障

走試劑時(shí)，相分離器油液分離不均(如圖3所示)，說(shuō)明相分離器中的高分子膜已損壞，需要將兩個(gè)相分離器拆出使用鍍膜液鍍膜。鍍膜步驟為：將注射器連接黑色管(編號(hào)為5415)—三通—黑色管—三通—黑色管，接成一個(gè)圓環(huán)，在最后三通的接口處接上黑色管—黃色管(編號(hào)為5410)，吸取鍍膜液至覆蓋兩個(gè)相分離器，將注射器拔掉，最后將兩個(gè)管連接形成一個(gè)閉合回路(如圖4所示)，放置12～24 h后，將鍍膜液倒出，烘干使用。

2.1.3靈敏度異常

靈敏度一定程度上可反映儀器的狀態(tài)，是開機(jī)階段不可忽略的步驟(見表2)。

2.1.4基線不平穩(wěn)

基線不平穩(wěn)會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，影響檢測(cè)結(jié)果，造成基線不平穩(wěn)的原因復(fù)雜多樣，需要進(jìn)行逐個(gè)排除(見表3)。

圖3 相分離器油液分離不均示意

圖4 鍍膜示意

表2 靈敏度異常原因分析和解決方案

表3 基線不平穩(wěn)的原因分析和解決方案

2.2 檢測(cè)分析階段常見故障原因分析和解決方案

檢測(cè)分析階段的常見故障即在開始分析進(jìn)樣后發(fā)現(xiàn)的故障，可從進(jìn)樣器、峰形、軟件系統(tǒng)、曲線線性等4個(gè)方面進(jìn)行故障原因分析和解決方案總結(jié)。

2.2.1進(jìn)樣器故障

進(jìn)樣器故障主要與接觸不良或零件損壞有關(guān)。

1) 分析開始后，進(jìn)樣器的燈還處在stand by狀態(tài)，不是running狀態(tài)時(shí)，說(shuō)明進(jìn)樣器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器連接中斷，這時(shí)需要關(guān)閉數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和取樣器，按步驟重啟儀器。

2) 取樣時(shí)取樣針停在半空后停止，不能正常吸樣，或歸位到洗針池時(shí)取樣針不斷振動(dòng)發(fā)出異響，不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，說(shuō)明進(jìn)樣器的微動(dòng)開關(guān)故障或者取樣針因?yàn)閼T性歸位時(shí)位置太靠下，引起錯(cuò)誤識(shí)別。此時(shí)需要暫停分析，重啟儀器，在打開進(jìn)樣器之前，先將取樣針轉(zhuǎn)臂微微抬起，再開啟進(jìn)樣器，使進(jìn)樣器自動(dòng)識(shí)別歸位。必要時(shí)購(gòu)買并更換微動(dòng)開關(guān)。

2.2.2峰形不好

峰形間接會(huì)影響峰高等重要的信號(hào)值，從而影響檢測(cè)結(jié)果，影響峰形的原因復(fù)雜多樣，此處分為5大類進(jìn)行原因分析(見表4)。

2.2.3軟件系統(tǒng)故障

在檢測(cè)分析進(jìn)行時(shí)，軟件系統(tǒng)突然彈出錯(cuò)誤警告對(duì)話框，說(shuō)明表格編輯有誤。對(duì)于FlowAccessTMV2 Windows系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，表格編輯錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)識(shí)別有誤，需要注意：

1) 編輯表格時(shí)，位置、類型、說(shuō)明、手工稀釋倍數(shù)、重量不能留空；

2) 對(duì)于有兩個(gè)項(xiàng)目在同一個(gè)表格編輯的情況，需保證兩邊的位置和類型列一致。

2.2.4曲線線性差

根據(jù)《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》(SL 219—2013)[7]及方法[8-9]要求，標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)要滿足R>0.999，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)R<0.999時(shí)，需要對(duì)標(biāo)液、稀釋過(guò)程、取樣針沖洗液進(jìn)行檢查(見表5)。

表4 峰形不好的原因分析和解決方案

表5 曲線線性差的原因分析和解決方案

2.3 數(shù)據(jù)處理階段常見故障原因分析和解決方案

數(shù)據(jù)處理階段的問(wèn)題主要有質(zhì)控不合格和標(biāo)記錯(cuò)位等情況，標(biāo)記錯(cuò)位一般在檢測(cè)結(jié)束后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，但質(zhì)控情況可在檢測(cè)過(guò)程中通過(guò)峰高信號(hào)值進(jìn)行粗略估算，以便及時(shí)快速地分析不合格原因和作出有效控制措施，待檢測(cè)結(jié)束后出現(xiàn)質(zhì)控不合格的情況需要進(jìn)行原因分析并重新開始此批樣品的檢測(cè)。

2.3.1質(zhì)控不合格

實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)質(zhì)控主要包括空白實(shí)驗(yàn)、密碼平行樣、密碼加標(biāo)樣、密碼質(zhì)控標(biāo)樣等方法，可有效反映檢測(cè)過(guò)程中的精密度、準(zhǔn)確度、靈敏度、系統(tǒng)誤差等，也可側(cè)面反映同一批樣品的檢測(cè)結(jié)果的可靠程度。質(zhì)控不合格的原因分析和解決方案見表6。

2.3.2錯(cuò)位

錯(cuò)位是指標(biāo)記點(diǎn)不在峰的最高點(diǎn)處，此時(shí)檢測(cè)信號(hào)值會(huì)出現(xiàn)偏差，影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度。在檢測(cè)完成后，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)位時(shí)，可通過(guò)編輯峰形檢測(cè)參數(shù)進(jìn)行批量調(diào)整，修改測(cè)量框和峰形寬度，讓標(biāo)記點(diǎn)重新識(shí)別最高點(diǎn)位。如果只是個(gè)別的標(biāo)記點(diǎn)錯(cuò)位，則可直接在峰形資料中手動(dòng)移動(dòng)標(biāo)記點(diǎn)的位置。

表6 質(zhì)控不合格原因分析和解決方案

3 儀器維護(hù)及檢測(cè)注意事項(xiàng)

1) 每次分析結(jié)束后需認(rèn)真清洗管路，最后一定要排空，以免造成管路污染，影響實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果。

2) 氯仿管一般情況不走水，在進(jìn)行次氯酸鈉等清洗液清洗后相分離器需要重新鍍膜。

3) 泵管一般分為兩段，為了最大化利用泵管，節(jié)約儀器維護(hù)成本，可在更換泵管時(shí)順著泵滾動(dòng)的方向，先使用前面一段管路，后使用第二段管路。日常維護(hù)時(shí)需留意蠕動(dòng)泵的泵油量，根據(jù)需要適當(dāng)涂抹泵油，可延長(zhǎng)蠕動(dòng)泵和泵管的使用壽命[10]。

4) 多次實(shí)驗(yàn)表明，不同批次的氯仿、不同時(shí)間配制的亞甲基藍(lán)試劑溶液存在著差異，從而影響樣品空白的測(cè)定，因此，為了保證分析結(jié)果的一致性，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)曲線和水樣應(yīng)使用同一批次的氯仿和亞甲基藍(lán)試劑[11]。

4 結(jié)語(yǔ)

在日常檢測(cè)工作中，檢測(cè)人員熟悉儀器的故障原因和解決方案至關(guān)重要，它既能提高工作效率，確保檢測(cè)數(shù)據(jù)的可靠和準(zhǔn)確，又能大大地降低檢測(cè)及維護(hù)成本。連續(xù)流動(dòng)分析儀在使用過(guò)程中發(fā)生故障時(shí)，首先要從最簡(jiǎn)單的因素入手排查，簡(jiǎn)單的因素往往容易被忽視，且每次只取一個(gè)變量，有針對(duì)性的進(jìn)行排查，有助于經(jīng)驗(yàn)的積累。本文的研究成果可為廣大檢測(cè)同行提供參考和幫助。當(dāng)然，隨著儀器使用年限的增加以及儀器的更新?lián)Q代，可能還會(huì)出現(xiàn)一些目前沒(méi)有遇到的故障，故本文有待進(jìn)一步探索研究和總結(jié)完善?？傊?，儀器的日常保養(yǎng)維護(hù)不但關(guān)系到儀器的使用壽命，而且關(guān)系到儀器性能能否最大發(fā)揮[12]。儀器故障經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和積累也往往能夠?yàn)閮x器的日常保養(yǎng)維護(hù)等提供有效的幫助，讓操作者更加有條不紊。