QUAATRO 39型連續(xù)流動(dòng)分析儀在水質(zhì)分析中的應(yīng)用

周鴻飛

0 前言

為認(rèn)真落實(shí)七項(xiàng)制度監(jiān)督檢查和最嚴(yán)格水資源管理制度要求，加強(qiáng)水功能區(qū)和飲用水源區(qū)的保護(hù)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)不但在監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)量上猛增，而且對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的能力和監(jiān)測(cè)儀器的自動(dòng)化提出了更高的要求。

伴隨著近年來(lái)，連續(xù)流動(dòng)分析儀已逐漸進(jìn)入分析實(shí)驗(yàn)室，相比較于傳統(tǒng)手工操作，儀器具有分析效率高，節(jié)省人力，減少人為誤差準(zhǔn)確性高，產(chǎn)生廢液少等諸多優(yōu)勢(shì)。能夠?yàn)樗|(zhì)監(jiān)測(cè)順應(yīng)新形勢(shì)的發(fā)展提供有力保障。

高錳酸鹽指數(shù)是指在一定條件下，用高錳酸鉀氧化水樣中的某些有機(jī)物及無(wú)機(jī)還原性物質(zhì)，由消耗的高錳酸鉀量計(jì)算相當(dāng)?shù)难趿縖1]，是我國(guó)地表水常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，也是水體黑臭評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。目前采用的GB 11892-89測(cè)定高錳酸鹽指數(shù)，對(duì)分析人員的實(shí)驗(yàn)水平有很高的要求，易引入人為誤差，并且消耗試劑量大，耗時(shí)長(zhǎng)，耗電大。

氨氮是指水中以游離氨（NH3）和銨離子（NH4+）形式存在的氮[2]，目前采樣HJ535-2009測(cè)定水中氨氮，該方法在實(shí)際應(yīng)用中，前處理步驟繁瑣，易受其他物質(zhì)干擾影響測(cè)定準(zhǔn)確性；納氏試劑毒性強(qiáng)，產(chǎn)生二次污染。

高錳酸鹽指數(shù)和氨氮作為評(píng)價(jià)水質(zhì)的重要雙因子指標(biāo)，保證其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、時(shí)效性是水質(zhì)化驗(yàn)工作的基本要求，基于以上現(xiàn)實(shí)需要，本文通過(guò)對(duì)QUAATRO 39型連續(xù)流動(dòng)分析儀實(shí)驗(yàn)分析，驗(yàn)證其精密度和準(zhǔn)確度。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

QUAATRO 39型連續(xù)流動(dòng)分析儀（德國(guó)Seal公司）；721分光光度計(jì)（上海欣茂儀器有限公司）；數(shù)顯恒溫水浴鍋（北京長(zhǎng)安科學(xué)儀器廠）；量筒；容量瓶；移液管等。

25%硫酸溶液；320mg.L-1高錳酸鉀溶液；蒸餾試劑；緩沖液；水楊酸鈉溶液；二氯異氰尿酸鈉溶液

1.2 實(shí)驗(yàn)方法與原理

QUAATRO 39型連續(xù)流動(dòng)分析儀的工作原理是蠕動(dòng)泵提供動(dòng)力推動(dòng)試劑與試樣在封閉的管路中按照一定的順序混合，并且試樣之間通過(guò)注入空氣泡隔開(kāi)，減少擴(kuò)散，在一定的溫度下消解，蒸餾，冷凝，反應(yīng)完全后，流動(dòng)進(jìn)入比色池檢測(cè)，通過(guò)峰型高度計(jì)算物質(zhì)含量。

測(cè)定的高錳酸鹽指數(shù)和氨氮的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法GB 11892-89和HJ535-2009,具體操作步驟見(jiàn)文獻(xiàn)[3]。

2 實(shí)驗(yàn)分析

2.1 校準(zhǔn)曲線的繪制

將高錳酸鹽指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用超純水稀釋成質(zhì)量濃度為0，1，2，4，6，8 mg/L 的系列校準(zhǔn)溶液，測(cè)得校準(zhǔn)曲線回歸方程見(jiàn)圖1，將氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液用無(wú)氨水稀釋成質(zhì)量濃度為0，0.05，0.25，0.50，0.80，1.00 mg/L 的系列校準(zhǔn)溶液，測(cè)得校準(zhǔn)曲線回歸方程見(jiàn)圖2。結(jié)果表明，兩條校準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)都大于0.999，線性相關(guān)性較好。

圖2 氨氮校準(zhǔn)曲線

2.2 方法準(zhǔn)確度的測(cè)定

為驗(yàn)證連續(xù)流動(dòng)分析儀的準(zhǔn)確性，本研究通過(guò)測(cè)定水利部水環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)研究中心的3種不同濃度的高錳酸鹽指數(shù)和氨氮標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，每種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)平行測(cè)定6次，計(jì)算算數(shù)平均值、絕對(duì)誤差，結(jié)果見(jiàn)表1和表2，6組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的絕對(duì)誤差均小于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度，所以該方法的準(zhǔn)確度合格[4]。

表1 高錳酸鹽指數(shù)水利部水環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)研究中心標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定結(jié)果 單位： mg.L-1

表2 氨氮水利部水環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)研究中心標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定結(jié)果 單位： mg.L-1

2.3 方法精密度的測(cè)定

為驗(yàn)證連續(xù)流動(dòng)分析儀的精密性，通過(guò)測(cè)定水利部考核樣品的高錳酸鹽指數(shù)和氨氮指標(biāo)，分別進(jìn)行2組實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見(jiàn)表3和表4，高錳酸鹽指數(shù)指數(shù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于4.2%（GB 11892-89中的方法相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差），氨氮實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于1%，表明該方法的精密度良好[4]。

2.4 與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法的比對(duì)分析

為保證比對(duì)分析實(shí)驗(yàn)具有代表性和可行性，本文選取了常規(guī)水功能區(qū)水樣（A型）、飲用水源保護(hù)區(qū)水樣（B型）、農(nóng)村飲用水水樣（C型）、入河排污口水樣（D-1型，D-2型，D-3型）、以及水體富營(yíng)養(yǎng)的水樣（E型）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，平均值見(jiàn)表5。為進(jìn)一步分析兩種方法的相關(guān)性河一致性，見(jiàn)圖3和圖4，由圖可知，連續(xù)流動(dòng)分析儀法和國(guó)標(biāo)法兩種方法的測(cè)定結(jié)果相關(guān)性r＞0.999，說(shuō)明兩種方法在測(cè)定水中高錳酸鹽指數(shù)和氨氮指標(biāo)濃度上具有良好的一致性[5]。

表3 高錳酸鹽指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定結(jié)果 單位：mg.L-1

表4 氨氮標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定結(jié)果 單位：mg.L-1

表5 實(shí)際水樣的測(cè)試結(jié)果

圖3 高錳酸鹽指數(shù)連續(xù)流動(dòng)分析儀法與國(guó)標(biāo)分析法的測(cè)試結(jié)果相關(guān)性分析

2.5 回收率分析

為驗(yàn)證連續(xù)流動(dòng)分析儀的準(zhǔn)確性，利用氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)。結(jié)果見(jiàn)表6，由表可知連續(xù)流動(dòng)分析儀法測(cè)定氨氮回收率在95%～105%之間（HJ 535-2009中的回收率要求），具有良好的準(zhǔn)確性[6]。

表6 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

從校準(zhǔn)曲線，方法的準(zhǔn)確度和精密度，回收率和國(guó)標(biāo)法的比對(duì)分析結(jié)果來(lái)看，連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定的校準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)都大于0.999，線性相關(guān)性較好；標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定可驗(yàn)證準(zhǔn)確度和精密度合格，回收率為95%～105%，準(zhǔn)確性好。在與國(guó)標(biāo)法的比對(duì)分析中，兩種方法的相關(guān)性好，其與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)具有較好的一致性。

圖4 氨氮連續(xù)流動(dòng)分析儀法與國(guó)標(biāo)分析法的測(cè)試結(jié)果相關(guān)性分析

連續(xù)流動(dòng)分析儀法能夠滿足現(xiàn)階段水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作量大，人員緊張等特點(diǎn)，并能減少人為誤差，避免試劑的二次污染。是高效、快速、準(zhǔn)確的測(cè)定分析儀器。

[1]GB 11892-89水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定[S].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,1989.

[2]HJ535-2009水質(zhì)氨氮的測(cè)定[S].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2009.

[3]國(guó)家環(huán)?？偩帧端蛷U水監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法[M].4版.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2002.

[4]魏復(fù)盛.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法[M].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2006.

[5]夏倩,劉凌,王流通,錢寶.連續(xù)流動(dòng)分析儀在水質(zhì)分析中的應(yīng)用[J].分析儀器,2012,2(5):64-68.

[6]蔡曄,林休休,李月娥.連續(xù)流動(dòng)分析儀法測(cè)定水質(zhì)中高錳酸鹽指數(shù)的方法研究[J].環(huán)境科技,2014,27(4):60-64.