Gallery全自動水質(zhì)分析儀快速檢測水質(zhì)樣品中氨氮含量

楊曉冉，胡雅琴，張付海，張 敏

（安徽省環(huán)境監(jiān)測中心站，安徽合肥230061）

Gallery全自動水質(zhì)分析儀快速檢測水質(zhì)樣品中氨氮含量

楊曉冉，胡雅琴，張付海，張 敏

（安徽省環(huán)境監(jiān)測中心站，安徽合肥230061）

使用Gallery全自動水質(zhì)分析儀測定水中的氨氮含量，測定了方法的檢出限、回收率和精密度。與納氏試劑光度法作比對，結(jié)果具有一致性。監(jiān)測結(jié)果表明該儀器適用于大批量樣品的快速準(zhǔn)確測定。

水質(zhì)檢測；氨氮；分光光度法；全自動；化學(xué)分析儀

氨氮主要來源于人和動物的排泄物，生活污水、雨水徑流以及農(nóng)用化肥的流失也是氨氮污染的重要來源。另外，氨氮還來自化工、冶金、石油化工、油漆顏料、煤氣、煉焦、鞣革、化肥等工業(yè)廢水中。氨氮作為水體受含氮有機(jī)物污染程度的重要指標(biāo)，是水環(huán)境監(jiān)測中最常見的項目。

氨氮的檢測方法很多，最常見的是納氏試劑光度法和水楊酸－次氯酸鹽光度法等。傳統(tǒng)的分析方法操作繁瑣，消耗大量的試劑。Gallery全自動水質(zhì)分析儀是一款綜合性的全自動快速分析系統(tǒng)。它基于紫外分光光度法原理，可代替手工完成多種操作步驟，批量快速地完成常規(guī)水質(zhì)環(huán)境指標(biāo)的檢測。

本文系統(tǒng)考察了Gallery全自動水質(zhì)分析儀的檢出限、精密度和加標(biāo)回收率等指標(biāo)，驗證了其可靠性，并與傳統(tǒng)的納氏試劑法進(jìn)行了比對。

1 實驗部分

1.1 儀器原理

儀器工作原理如圖1所示。將待測樣品溶液和測試試劑R1（水楊酸鈉溶液）、R2（二氯異氰尿酸鈉溶液）放入儀器艙內(nèi)，電腦啟動檢測程序。儀器分配器自動按照設(shè)定體積和順序吸取樣品和相應(yīng)的試劑，并加入恒溫孵育槽中的多聯(lián)一次性比色杯孔內(nèi)。分配器每次添加一種液體 （樣品或試劑）之后自動清洗，同時有攪拌棒自動將比色杯孔中的液體混勻。儀器自動計算孵育時間，到達(dá)程序設(shè)定的顯色時間后，自動用相應(yīng)波長檢測吸光度，并計算濃度。

如果檢測濃度超過校準(zhǔn)曲線范圍，儀器會按照程序設(shè)定自動稀釋樣品，將稀釋后的樣品重新測量一次。因此實際檢測范圍可以比校準(zhǔn)曲線范圍更寬。

1.2 儀器與設(shè)備

Gallery全自動水質(zhì)分析儀，賽默飛世爾科技（中國）有限公司。

容量瓶、移液管等玻璃容器，精密天平等。

1.3 試劑與耗材

1.3.1 試劑R1—水楊酸鈉溶液

稱取65g水楊酸鈉和65g檸檬酸鈉，用400ml去離子水溶解，需要時用0.4%的硝酸溶液將其pH調(diào)至＜8.0，再加入0.49g亞硝基鐵氰化鈉，充分溶解后轉(zhuǎn)移至500ml容量瓶，去離子水定容至刻度，備用。該溶液可穩(wěn)定30d。

1.3.2 試劑R2—二氯異氰尿酸鈉溶液

稱取16g氫氧化鈉，用250ml去離子水溶解，冷卻后加入1.0g二氯異氰尿酸鈉，充分溶解后轉(zhuǎn)移至500ml容量瓶，去離子水定容至刻度，備用。該溶液可穩(wěn)定30d。

1.3.3 氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液—1000mg／L（以N計）

準(zhǔn)確稱取3.819g干燥的氯化銨（NH4Cl），溶于500ml去離子水中，充分溶解后轉(zhuǎn)移到1000ml容量瓶中定容。此溶液在2～8℃下貯存，可穩(wěn)定保存30d。

1.4 檢測原理

在堿性條件下，二氯異氰尿酸鈉堿性水解產(chǎn)生的次氯酸根離子與樣品中的氨、銨根離子反應(yīng)形成一氯銨。在pH 12.6的條件下，一氯胺在亞硝基鐵氰化鈉的催化作用下能與水楊酸鹽反應(yīng)生成藍(lán)色復(fù)合物。在697nm下檢測該藍(lán)色復(fù)合物的吸光度，根據(jù)校準(zhǔn)曲線即可獲得樣品中氨氮含量。

1.5 實驗方法

1.5.1 定標(biāo)

將氨氮標(biāo)準(zhǔn)品用容量瓶稀釋到1mg／L、1000mg／L的定標(biāo)點，在軟件的測試定義中指定校準(zhǔn)系列的名稱和濃度值，采用儀器自動稀釋定標(biāo)。

1.5.2 檢測流程

參考Gallery分析儀應(yīng)用方法中的參數(shù)設(shè)定。

樣品體積120μl額外40μl；試劑R1：10μl額外30μl；孵育時間18s；讀取空白；試劑R2：10μl額外30μl；顯色時間600s；終點測量主波長：697nm。

1.5.3 樣品測定

將待測樣品倒入樣品管中，置于儀器艙的樣品架上，按照儀器的使用規(guī)程和參數(shù)設(shè)定進(jìn)行檢測，可任意選擇檢測次數(shù)，檢測完成顯示結(jié)果報告。

2 結(jié)果與討論

2.1 校準(zhǔn)曲線

分別將濃度為1.0mg／L和10.0mg／L的氨氮標(biāo)準(zhǔn)品NH3－L和NH3－H，設(shè)置自動稀釋梯度為（1＋）4、5、7、12、24、49，即可獲得0～0.2mg／L和0.2～2mg／L濃度范圍的校準(zhǔn)曲線。如圖2、圖3所示。

2.2 檢出限

以無氨水作為空白樣品，連續(xù)測定20次。根據(jù) 《地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》中檢出限的計算方法，計算出最低檢出限為0.0008mg／L（表1）。該檢出限較傳統(tǒng)納氏試劑光度法（HJ535－2009）和水楊酸分光光度法（HJ536－2009）更低。

2.3 回收率

對已知濃度為0.564mg／L的樣品進(jìn)行加標(biāo)實驗，加標(biāo)量為0.500mg／L，計算回收率（見表2）。結(jié)果表明，該方法對氨氮檢測的回收率在97%～103%，說明該檢測方法準(zhǔn)確性較高。

2.4 精密度

選擇已知濃度樣品，連續(xù)測定10次，計算平均值并計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果如表3所示。表明該方法測定過程中隨機(jī)誤差較小，準(zhǔn)確度較高，能夠滿足實驗室樣品檢測結(jié)果的精密度要求。

表1 氨氮檢測方法的檢出限實驗（n＝20） μg／L

表2 氨氮檢測方法的回收率實驗（n＝10） mg／L

表3 氨氮檢測方法測定結(jié)果的精密度（n＝10） mg／L

表4 實際樣品測定結(jié)果

2.5 實際樣品測定結(jié)果

對廢水和地表水做了儀器法和傳統(tǒng)納氏試劑光度法的比對實驗，結(jié)果如表4所示。兩種方法比對的相對偏差RSD均低于10%。能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工分析法。儀器法試劑用量少，可以手工配置或使用廠家原裝試劑，配制一次試劑可使用很長時間，如果檢測濃度超過校準(zhǔn)曲線范圍，儀器會按照程序設(shè)定自動稀釋樣品，大大降低了勞動強(qiáng)度、節(jié)省了時間。

3 結(jié)論

氨氮含量的檢測在水質(zhì)和環(huán)境檢測領(lǐng)域是非常重要的指標(biāo)之一，Gallery全自動分析儀提供的大批量樣本快速檢測方法是水質(zhì)檢測和環(huán)境保護(hù)部門急需的新技術(shù)，在改善實驗室傳統(tǒng)流程和提高工作效率方面具有重要意義。此外，該儀器使用的水楊酸－次氯酸分光光度法檢測原理是基于國標(biāo)和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中的檢測原理，而且檢測試劑具有開放性，可手工配制實驗試劑；微升級的試劑消耗和微升級的樣品用量極大地降低了檢測成本，也減少了現(xiàn)場樣品的采樣量?？偟膩碚f，該方法具有快速、方便、經(jīng)濟(jì)、可靠等優(yōu)點，實現(xiàn)了檢測過程的自動化，所以對水環(huán)境樣品快速檢測具有重要意義。

［1］本書編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法 （第四版）［M］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

［2］HJ 536－2009水質(zhì)氨氮的測定水楊酸分光光度法［S］.

［3］HJ／T 91－2002地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范［S］.

Determ ination of Ammonia Nitrogen in W ater by Gallery Auto W ater Quality Analyzer

YANG Xiao－ran；HU Ya－qin；Zhang Fu－h(huán)ai；ZHANG Min
（Anhui Environmental Monitoring Centre，Hefei Anhui230061，China）

The concentration of ammonia nitrogen in waterwas tested using Gallery auto water quality analyzer.The detection limit，the recovery ratio，and the precision of themethod were tested aswell.The results from thismethod were consistentwith that of Nessler＇s reagent calorimetry method through comparing these twomethods.However，the instrument is suitable for the rapid determination of large quantities of samples.

Water quality monitoring；ammonia nitrogen；Spectrophotography；automatic water quality analyzer

X83

A

1673－9655（2015）02－0116－04

2014－07－04

楊曉冉 （1980－），女，安徽合肥人，工程師，碩士，主要從事水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測工作。

胡雅琴，工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測工作。