濁度對不同型號總磷自動監(jiān)測分析儀的影響

夏文文，鐘聲，郁建橋

(江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇 南京 210036)

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濁度對不同型號總磷自動監(jiān)測分析儀的影響

夏文文，鐘聲，郁建橋

(江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇 南京 210036)

水質(zhì)濁度會對總磷自動分析儀的監(jiān)測產(chǎn)生干擾，選取2種市場占有率較高的總磷自動分析儀，通過自動分析儀與實驗室國標(biāo)方法的比對監(jiān)測，分析濁度值與總磷自動監(jiān)測值的相關(guān)性，同時得出對2種不同型號總磷自動分析儀產(chǎn)生影響的濁度值范圍。

濁度；總磷；自動監(jiān)測

在天然水和廢水中，磷以各種磷酸鹽的形式存在，包括正磷酸鹽、縮合磷酸鹽(焦磷酸鹽、偏磷酸鹽和多磷酸鹽)和有機(jī)結(jié)合的磷酸鹽(如磷脂類)。總磷是反映水體受污染程度和湖庫水體富營養(yǎng)化程度的關(guān)鍵指標(biāo)，是環(huán)境監(jiān)測部門日常監(jiān)測的主要項目[1]。近年來，總磷在線自動水質(zhì)分析儀已廣泛應(yīng)用于地表水水質(zhì)監(jiān)測中。

目前國內(nèi)使用的總磷在線自動監(jiān)測儀以總氮磷一體機(jī)為主，如NPW-150型(美國哈希，原日本DKK)、TNP4110型(日本島津)、TPNA-300型(日本HORIBA)、LFTN(P)-DW型(湖南力合)、TPN-2000型(聚光科技)等[2-3]。國內(nèi)地表水預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)以進(jìn)口品牌儀器為主，其中NPW-150型、TNP4110型份額達(dá)到90%以上，這2種儀器的穩(wěn)定性較好，分析方法均符合實驗室國標(biāo)方法的要求，但當(dāng)夏季流域暴雨或河道整治水質(zhì)異?；鞚釙r，自動監(jiān)測數(shù)據(jù)與實驗室測定的手工數(shù)據(jù)差異較大[4-5]。

1 TNP4110型和NPW-150型自動監(jiān)測儀對比

1.1 儀器性能參數(shù)對比

江蘇省太湖流域水質(zhì)自動站使用的總磷自動監(jiān)測儀為NPW-150型(美國哈希，原日本DKK)和TNP4110型(日本島津)2種，參數(shù)見表1。

表1 TNP4110型和NPW-150型儀器對比

1.2 分析儀工作原理

1.2.1 TNP4110型

樣品通過2個八通閥和注射器抽取到注射器中，添加H2SO4和K2S2O8混合均勻后，送到消解池，在UV光照射下加熱到95 ℃消解20 min，氧化生成正磷酸根離子后，再把樣品抽回到注射器，添加NaOH中和，添加鉬酸和抗壞血酸進(jìn)行鉬藍(lán)還原反應(yīng)顯色(一般顯淡藍(lán)色)后，將顯色后的樣品送到檢測池測量880 nm處的吸光度，并根據(jù)量程校正和零點校正的吸光度計算出樣品的總磷濃度。

1.2.2 NPW-150型

在中性條件下用120 ℃ K2S2O8對樣品進(jìn)行高溫消解，將樣品中所有的磷酸鹽消解轉(zhuǎn)化為可溶性正磷酸鹽。正磷酸鹽與鉬酸銨、酒石酸銻氧鉀反應(yīng)，生成磷鉬雜多酸，被還原劑抗壞血酸還原則變成藍(lán)色絡(luò)合物，用分光光度法比色測定。

1.2.3 實驗室分析原理

在中性條件下用K2S2O8使水樣消解，將樣品中所有的磷酸鹽消解轉(zhuǎn)化為可溶性正磷酸鹽。正磷酸鹽與鉬酸銨、酒石酸銻氧鉀反應(yīng)，生成磷鉬雜多酸，被還原劑抗壞血酸還原成藍(lán)色絡(luò)合物，在室溫下放置15 min后，用光程為10 nm或30 nm比色皿，于700 nm波長處，以零濃度溶液為參比，測量吸光度。減去空白試驗的吸光度后，從校準(zhǔn)曲線上查出總磷的量[6-7]。

2 實驗部分

2.1 樣品的采集和保存

選擇豐水期和枯水期有代表性的一段時間的水樣作比對監(jiān)測，實驗室手工監(jiān)測的水樣采集自動分析儀的溢流口，水樣在采集后加硫酸酸化至pH值≤1保存。

2.2 實驗結(jié)果分析

2.2.1 TNP4110型

TNP4110型總磷分析儀采用的分析方法是紫外消解-磷鉬藍(lán)吸光光度法，該儀器穩(wěn)定性較好，但當(dāng)水質(zhì)混濁時會受濁度干擾，造成分析結(jié)果出現(xiàn)偏差。比對實驗室分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，見表2，濁度值與總磷分析結(jié)果呈顯著相關(guān)性，濁度值越高，總磷自動監(jiān)測儀的濃度越高，與實驗室的分析結(jié)果誤差越大；濁度較低時，總磷自動監(jiān)測儀和實驗室的分析結(jié)果一致性較好。

表2 TNP4110型總磷分析儀監(jiān)測結(jié)果

2.2.2 NPW-150型

NPW-150型總磷分析儀采用的分析方法是高溫消解-磷鉬藍(lán)吸光光度法，該儀器穩(wěn)定性較好，但當(dāng)水質(zhì)混濁時會受濁度干擾，造成分析結(jié)果出現(xiàn)偏差。比對實驗室分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，見表3，濁度值跟總磷分析結(jié)果呈顯著相關(guān)性，濁度值越高，總磷自動監(jiān)測儀的濃度越高，且與實驗室的分析結(jié)果誤差越大；濁度較低時，總磷自動監(jiān)測儀和實驗室的分析結(jié)果一致性較好。

表3 NPW-150型總磷分析儀監(jiān)測結(jié)果

續(xù)表

3 濁度干擾的排除方法

3.1 濁度-色度補(bǔ)償法

實驗室一般采用濁度-色度補(bǔ)償法避免濁度干擾。但是，當(dāng)樣品只有濁度影響時，用消解液過濾法和離心法去除，結(jié)果也很滿意。但是自動監(jiān)測儀器由于設(shè)計的問題，往往不帶有色度補(bǔ)償功能，目前只有個別型號的自動監(jiān)測儀器帶有色度補(bǔ)償功能，如德國布朗盧比。

3.2 增加水樣預(yù)處理裝置

自動監(jiān)測儀器需要設(shè)計合理的水樣預(yù)處理裝置，以降低濁度影響所帶來的偏差；同時可以通過系統(tǒng)運行軟件的升級，由PLC控制，針對水樣不同的濁度情況采用不同的預(yù)處理流程，即將濁度與預(yù)處理程序做關(guān)聯(lián)，自動判別采用沉淀-勻質(zhì)或過濾-勻質(zhì)等預(yù)處理方式。

4 結(jié)語

(1)2種總磷自動監(jiān)測分析儀的分析結(jié)果跟濁度值均呈顯著相關(guān)性，濁度較低時，總磷自動監(jiān)測儀和實驗室的分析結(jié)果一致性較好。濁度值越高，總磷自動監(jiān)測儀的濃度越高，且與實驗室的分析結(jié)果誤差越大；

(2)實驗比對數(shù)據(jù)表明，2種儀器受濁度影響程度有所不同，當(dāng)水質(zhì)濁度值>80 NTU時，會對TNP4110型總磷分析儀的監(jiān)測結(jié)果產(chǎn)生明顯干擾，誤差范圍為15.9%～77.5%，當(dāng)水質(zhì)濁度值>100 NTU時，會對NPW-150型總磷分析儀監(jiān)測結(jié)果產(chǎn)生明顯干擾，誤差范圍為14.7%～134.7%。

在太湖流域的實際應(yīng)用中，通過增加總磷自動分析儀的水樣預(yù)處理裝置，有效地減少了濁度對監(jiān)測結(jié)果的影響，取得了較好的效果[8]。

[1] 王俊.濁度對其他水質(zhì)指示的影響[J].科技與企業(yè),2012,11(4):321.

[2] 黃珊.實驗室比對監(jiān)測分析濁度對總磷自動分析儀監(jiān)測的影響[J].廣東化工,2012,39(8):114-115.

[3] 齊文啟,陳光.總氮、總磷監(jiān)測中存在的有關(guān)問題[J].中國環(huán)境監(jiān)測,2005,21(2):31-35.

[4] 李國剛.水質(zhì)總氮、總磷在線自動分析儀的發(fā)展現(xiàn)狀[J].干旱環(huán)境監(jiān)測,2001,15(2):99-101.

[5] 李軍,陳程.總氮總磷在線自動監(jiān)測儀的現(xiàn)狀與問題[J].中國環(huán)境監(jiān)測,2013,29(2):156-158.

[6] 環(huán)境保護(hù)局.GB 11893-89 水質(zhì)總磷的測定鉬酸銨分光光度法[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1989.

[7] 環(huán)境保護(hù)局.水和廢水監(jiān)測分析方法[M].4版.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002．

[8] 郁建橋,鐘聲,王經(jīng)順.自動監(jiān)測預(yù)警太湖藍(lán)藻爆發(fā)規(guī)律研究[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警,2010,2(2):7-10.

Influences of Turbidity on the Measurement of Total Phosphorus Using Different Types of Automatic Monitoring Analyzer

XIA Wen-wen，ZHONG Sheng，YU Jian-qiao

(JiangsuEnvironmentalMonitoringCenter,Nanjing,Jiangsu210036China)

Water turbidity causes interferences with the monitoring of total phosphorus using automatic monitoring analyzers. Two automatic monitoring analyzers for total phosphorus with high market shares were selected and the analysis results of total phosphorus were compared with those obtained using the national standard laboratory method. The relationship between turbidity and the value of total phosphorus was analyzed, and the turbidity range that had influences on the monitoring of total phosphorus was determined for the two types of automatic monitoring analyzer.

Turbidity; Total phosphorus; Automatic monitoring

2015-03-27；

2015-05-22

江蘇省環(huán)境監(jiān)測基金資助項目(1319)

夏文文(1984—)，女，工程師，碩士，從事環(huán)境監(jiān)測工作。

X853；O657.32

B

1674-6732(2015)04-0028-03