連續流動分析法同時測定水中總磷總氮

＊王琴敏

（安徽省生態環境監測中心 安徽 230000）

1.前言

水中總磷、總氮含量是水體富營養化的重要指標[1]。總磷是指水樣經消解后將各種形態的磷轉變成正磷酸鹽后測定的結果，包括水樣中溶解的、顆粒的、有機的和無機的磷。總氮是指水中各種形態的有機和無機氮的總量，包括硝酸鹽、亞硝酸鹽、無機銨鹽、溶解態氨及大部分有機含氮化合物中的氮。

近年來，隨著環境監測要求的不斷提高，總磷總氮的監測方法也在不斷發展。分光光度法、紫外分光光度法只能對總磷總氮進行單獨測定，分析速度慢，過程繁瑣耗時長，且需要高溫高壓的消解狀態[2-3]。離子色譜法雖然可以同時測定水中總磷總氮，但是其檢出限高，且對樣品進樣要求高[4-5]。而流動注射分析法和流動分析方法均在同時測定總磷總氮方面具有很好的優勢，其進樣、監測和數據處理均可自動化，且進樣量少，試劑耗材少，無需高溫高壓，人工耗費少，可適用于大批量樣品的測定要求[6]。但因流動注射法為非穩態分析狀態，其容易受到外界的影響[7]。連續流動分析儀的工作原理是使樣品與試劑在蠕動泵的推動下進入化學反應模塊，在密閉的管路中連續流動，被氣泡按一定的間隔規律地隔開，并按特定的順序和比例混合、反應，顯色完全后再進入流動檢測池進行光度檢測。連續流動分析法是一種穩態分析狀態，受外界因素的影響小，比流動注射法具有更廣泛的適用范圍[8]。本文針對性地討論了使用連續流動分析法同時測定水樣中總磷總氮的可行性。

2.實驗準備

實驗所用儀器為：連續流動分析儀（CFA1100 北京瑞聲特科技有限公司），分光光度計（723N UV2700），超聲儀（SK82002HC）。

總磷質控樣：203982（1.60±0.06mg/L），總氮質控樣203254（1.48±0.12mg/L）。

連續流動法測定總磷所需試劑的配制：一定濃度的過硫酸鉀溶液。鉬酸銨-酒石酸銻鉀溶液；抗壞血酸溶液；其它調節pH的溶液以及潤滑劑。

連續流動法測定總氮所需要的試劑：一定濃度的堿性過硫酸鉀溶液；無機鹽類還原劑及顯色劑；不同濃度的氫氧化鈉溶液。

系統進樣方式：雙針進樣，進樣時間：60s；清洗時間：140s。測定波長：520nm(總氮），880nm（總磷）。

進樣前準備：將水樣利用超聲進行勻質化處理后，調節pH至中性后，分別倒入連續流動分析儀總磷總氮的樣品管中至接近滿量。

手工分析法所用試劑及配均符合《水質總磷的測定鉬酸銨分光光度法（GB 11893-89)》以及《水質總氮的測定堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法（HJ 636-2012）》的要求。

3.結果與分析

(1)標準曲線繪制

如表1所示，取分別移取50mg/L的磷酸鹽標準使用液和100mg/L的硝酸鉀標準使用液0.20mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、5.00mL依次加入六只50mL容量瓶中，定容搖勻，得到總磷總氮的混標溶液。結果如表2所示，波形圖如圖1所示。從結果中可以看出，連續流動分析法總磷總氮的斜率以及線性均符合要求。

表1 連續流動分析法的結果

圖1 總磷和總氮波形圖

(2)方法檢出限

分別將總磷標準溶液加到空白中配制成總磷濃度為0.05mg/L的水樣，將總氮標準溶液加到空白中配制成總氮濃度為0.20mg/L的水樣，按照樣品分析的同樣步驟連續分析7次，得到總磷檢出限為0.01mg/L，總氮檢出限為0.03mg/L。

(3)精密度的測定

配制總磷低、中、高濃度為0.05mg/L、1.00mg/L、2.50mg/L，總氮低、中、高濃度為0.25mg/L、3.00mg/L、5.00mg/L的混合標準溶液，分別重復測定6次，計算其相對標準偏差，實驗結果如表2所示，表明該方法精密度良好。

表2 連續流動法測定總磷總氮精密度檢驗結果

(4)準確度測定

利用水中總磷總氮有證標準物質進行驗證，通過連續測定六次后的平均值與樣品值計算相對誤差，以驗證準確性[9]。經測定總磷總氮質控樣各一組，總磷的六次平均值為1.65mg/L，與標準物質真值1.60mg/L相對誤差RE（%）為3.1，總氮的六次平均值為1.54mg/L，與標準物質真值1.48mg/L相對誤差RE（%）為4.1，總磷總氮的準確度均良好。

(5)實際樣品比對結果

采用手工法和連續流動分析方法分別對實際水樣進行總磷總氮的測定，測定結果如表3所示。從結果中可以看出，總磷的兩種測定方法的相對偏差在-12.5%～3.5%，總氮的兩種測定方法相對偏差在-1.6%～8.0%，且對于懸浮物含量高的樣品，結果依然準確可靠。

表3 實際水樣中手工分析法和連續流動法分析總氮的結果比較

4.結論

實驗結果顯示連續流動法同時測定水中的總磷總氮，其線性曲線符合實驗要求，且不同濃度的水樣的測定結果與手工法相比均無顯著差異，結果準確可靠；連續流動分析法通過一次雙針進樣后，樣品分別進入到總磷總氮的消解比色模塊后，可以一次同時測得總磷總氮的結果；采用紫外消解模塊及高溫消解模塊替代了手工分析中的高壓鍋消解流程，避免了實驗中高溫高壓的危險因素；樣品經消解后，利用透析模塊，可以很好地去除水體中濁度、色度以及懸浮物的干擾，省去人工補償以及離心靜置等步驟；連續流動分析方法采用了自動化的前處理方式，操作簡便，耗時短，適合大批量的樣品測定。