連續(xù)流動(dòng)分析儀在農(nóng)業(yè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

蔣治國(guó) 張宇 朱佳明

摘 要：該文采用荷蘭SKALAR公司SAN++型連續(xù)流動(dòng)分析儀對(duì)農(nóng)業(yè)水質(zhì)中的總氮（TN）、總磷（TP）和氨氮（NH3-N）指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)方法的研究，并利用此方法對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明：該方法在檢測(cè)水中的總氮、總磷和氨氮時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)r≥0.999；加標(biāo)回收率分別為103.5%（TN）、98.3%（TP）、98.6%（NH3-N），相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）分別為0.9%（TN）、1.5%（TP）、1.1%（NH3-N），用該方法對(duì)實(shí)際樣品進(jìn)行測(cè)定時(shí)也取得了良好的準(zhǔn)確度和精密度。運(yùn)用此方法快速、簡(jiǎn)便，而且能保證數(shù)據(jù)的可靠性，尤其適用于大批量農(nóng)業(yè)水環(huán)境樣品的監(jiān)測(cè)。

關(guān)鍵詞：連續(xù)流動(dòng)分析儀；農(nóng)業(yè)；水質(zhì)；監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào) X824 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）12-112-02

Application of Continuous Flow Analyzer in Monitor Agricultural Water Quality

Jiang Zhiguo et al.

（The Agriculture Beast and Fishing Product Quality Supervision Inspection and Test Center of Changzhou， Changzhou 213002，China）

Abstract：In this paper we built a new detection method in monitor agricultural water with SAN++ continuous flow analyzer （SKALAR company， Holland）， and total nitrogen（TN）， total phosphorus （TP） and ammonia （NH3-N） in agricultural water were determined by this method.The results showed that：in this method the TN、TP、NH3-N detection coefficient of correlation r≥0.999； the recovery of standard were：103.5% （TN）， 98.3% （TP）， 98.6% （NH3-N）， the relative standard deviation （RSD） were：0.9% （TN）， 1.5% （TP）， 1.1% （NH3-N），and this method was accuracy and precision.The method is rapid and simple， and can ensure the reliability of data，especially suitable for large quantities of agricultural environmental water sample monitoring.

Key words：Continuous flow analyzer；Agriculture；Water quality；Monitoring

良好的水環(huán)境是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)健康發(fā)展的重要條件。由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中多年大量使用化肥、農(nóng)藥及畜禽糞便等造成的農(nóng)業(yè)面源污染日益突出，導(dǎo)致農(nóng)村功能性用水進(jìn)一步短缺，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全受到了威脅?？刂妻r(nóng)業(yè)面源污染的技術(shù)對(duì)策主要是從源頭控制污染物進(jìn)入水體，根據(jù)國(guó)家頒布的地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，適于農(nóng)業(yè)用水區(qū)的V類水要求總氮≤2.0mg/L、總磷≤0.4mg/L[1]。連續(xù)流動(dòng)分析儀因其分析速度快、操作簡(jiǎn)捷、重現(xiàn)性好、低消耗等優(yōu)點(diǎn)[2-3]，尤其適合于大批量水環(huán)境樣品的分析[4]。該方法在農(nóng)業(yè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)中不僅準(zhǔn)確度和精密度高，而且快速可靠，可滿足大批量樣品測(cè)定的需求。為此，本文采用荷蘭SKALAR公司生產(chǎn)的連續(xù)流動(dòng)分析儀，以總氮、總磷和氨氮為例，研究了測(cè)定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水的檢測(cè)方法，并對(duì)農(nóng)業(yè)水環(huán)境樣品進(jìn)行了實(shí)際監(jiān)測(cè)。

1 儀器原理及組成

1.1 儀器原理 連續(xù)流動(dòng)分析儀（Segmented Flowinjection Analysis，SFA）是1974年丹麥化學(xué)家Ruzicka和Hansen首先提出的一種微量溶液效率自動(dòng)分析技術(shù)，它利用泵壓縮不同內(nèi)徑的彈性塑料管和試劑，按比例吸入管路系統(tǒng)中，其中引入空氣泡作為樣品間隔。在一定條件下混勻、分離干擾物進(jìn)行保溫反應(yīng)，顯色后測(cè)定吸光度值，再把信號(hào)送入計(jì)算機(jī)，根據(jù)峰面積與被測(cè)物質(zhì)濃度自動(dòng)計(jì)算出結(jié)果[5]。

1.2 儀器組成 儀器包括3個(gè)部分：自動(dòng)進(jìn)樣器、反應(yīng)池和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[6]。本文所用連續(xù)流動(dòng)分析儀配備了X-Y-Z三維自動(dòng)取樣器，可實(shí)現(xiàn)140個(gè)樣品的雙針吸入式取樣。連續(xù)流動(dòng)分析儀組成見(jiàn)圖1。

2 材料與方法

2.1 儀器 連續(xù)流動(dòng)分析儀（SAN++，荷蘭Skalar公司），超純水機(jī)（Synergy，美國(guó)Millipore公司）

2.2 試劑 總氮：氫氧化鈉、過(guò)硫酸鉀、硼酸、Brij35、氯化銨、咪唑、EDTA、鹽酸、磺胺、N-（1-萘基）乙烯二胺；氨氮：酒石酸鉀鈉、檸檬酸、Brij35、水楊酸鈉、氫氧化鈉、硝普酸鈉、二氯異氰尿酸鈉；總磷：過(guò)硫酸鉀、濃硫酸、氫氧化鈉、抗壞血酸、丙酮、鉬酸銨、FFD6、酒石酸銻鉀，以上試劑均為分析純。實(shí)驗(yàn)用水為超純水（經(jīng)Millipore超純水機(jī)純化）?？偟?、氨氮、總磷的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均購(gòu)自環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所、國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心和水利部水環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)研究中心。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法 樣品的處理、溶液的配置和實(shí)驗(yàn)步驟均按照Skalar連續(xù)流動(dòng)分析儀使用操作手冊(cè)的要求進(jìn)行。測(cè)定總氮和總磷的樣品中需加入50mL或更多濃硫酸（95%～97%）使樣品pH≤2.0，檢測(cè)前，樣品中存在不溶顆粒物需漏斗過(guò)濾降低顆粒大小，樣品靜置12h以上，但不要超過(guò)8d。測(cè)定氨氮的樣品需在取樣后馬上分析，最遲放置不能超過(guò)24h，樣品用前需在4℃條件下保存。樣品中不溶物≤30mg/L。

3 結(jié)果與分析

3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線 分別配制總氮、總磷（質(zhì)量濃度為0.0、0.5、1.0、1.5、3.0、5.0μg/mL）和氨氮（質(zhì)量濃度為0.0、0.1、0.5、1.0、5.0、10.0μg/mL）的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，以總氮、總磷和氨氮的質(zhì)量濃度（X，μg/mL）分別對(duì)其峰高（Y）進(jìn)行線性回歸，得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)表。結(jié)果表明：在相應(yīng)濃度范圍內(nèi)，3種組分的相關(guān)系數(shù)均大于0.999。

3.2 精密度與回收率 對(duì)濃度分別為1.33μg/mL（總氮）、1.30μg/mL（總磷）和5.0μg/mL（氨氮）的質(zhì)控水樣進(jìn)行回收率測(cè)定，每個(gè)質(zhì)控水樣平行測(cè)定10次，其加標(biāo)回收率及精密度結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知：3種組分的回收率分別為103.5%（總氮）、98.3%（總磷）和98.6%（氨氮）；測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.9%（總氮）、1.5%（總磷）和1.1%（氨氮），方法的準(zhǔn)確度和精密度均符合分析的要求。

3.3 實(shí)際樣品分析 應(yīng)用建立的分析方法，測(cè)定了10個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排放水中總氮、總磷和氨氮的含量，結(jié)果分別為1.0～2.7μg/mL（總氮）、0.02～0.04μg/mL（總磷）和0.6～1.5μg/mL（氨氮），均符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，表明該監(jiān)測(cè)水域目前的水質(zhì)情況均達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4 結(jié)論與討論

（1）連續(xù)流動(dòng)分析法在測(cè)定水質(zhì)中的總氮、總磷和氨氮時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)r≥0.999，線性關(guān)系良好，從加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）來(lái)看，有較高的準(zhǔn)確度和精密度。

（2）連續(xù)流動(dòng)分析是一種微量、快速、靈敏、準(zhǔn)確、平穩(wěn)的分析方法，具有設(shè)備和操作簡(jiǎn)單，試樣和試劑消耗量少等一系列優(yōu)點(diǎn)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)進(jìn)樣，特別適用于大批量常規(guī)樣品的分析，可實(shí)現(xiàn)多組分的同時(shí)測(cè)定，值得進(jìn)一步推廣。

（3）由于水樣中含有氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，容易長(zhǎng)菌，因此要特別注意管道清洗，每次測(cè)定完畢及時(shí)用水沖洗，趕走空氣，不能讓水樣和試劑殘留，定期用沖洗液沖洗，保證管道清潔。對(duì)于有沉淀較渾濁的水樣，應(yīng)通過(guò)過(guò)濾作前處理。

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（責(zé)編：張宏民）