CFA1000连续流动分析系统测定水中总氮

苏明玉，杨倩，顾海东

(1. 苏州科技学院 江苏省环境科学与工程重点实验室，江苏 苏州 215009；2. 苏州市环境监测中心，江苏 苏州 215004)



CFA1000连续流动分析系统测定水中总氮

苏明玉1,2，杨倩2，顾海东1*

(1. 苏州科技学院 江苏省环境科学与工程重点实验室，江苏 苏州 215009；2. 苏州市环境监测中心，江苏 苏州 215004)

通过绘制总氮的校准曲线，测定仪器的空白值、检出限和测定下限，并对仪器的A类不确定度进行评价，对比CFA1000连续流动分析系统与SKALAR SAN++型流动分析仪测定方法、国标法测定方法的分析结果。结果表明，在保证测定结果准确度和精密度的前提下，CFA1000连续流动分析系统具有较好的测试灵敏度。

CFA1000连续流动分析系统；总氮

国际先进的连续流动分析仪主要有法国Alliance Futura、德国BRAN+ LUEBBE、荷兰SKALAR SAN++、美国HACH等品牌，国内的检测机构和科研院所使用的流动分析仪主要依靠进口，不仅仪器本身价格昂贵，而且维护成本高、周期长。连续流动分析系统(Continuous Flow Analyt ical System,CFA)分析速度快，操作方便，有效解决进口仪器存在的弊端。对比荷兰SKALAR SAN++型流动分析仪、碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法(HJ 636-2002)测定国家标准样品和实际水样中的总氮含量，CFA1000型连续流动分析系统不仅稳定性好、灵敏度高，其准确度、精密度和检出限也满足测定要求。

1 实验部分

1.1 仪器

CFA1000型连续流动分析仪(北京瑞升特科技有限公司)；荷兰SKALAR SAN++连续流动分析仪；HACH DR5000紫外可见分光光度计；日本YAMATO SN510C立式高压灭菌器。

1.2 试剂

1 000 mg/L总氮标准贮备液：取(105 ±5)℃干燥恒重的优级纯硝酸钾7.218 g溶于水中，定容至1 000 mL混匀；100 mg/L总氮标准使用液：取10.0 mL总氮标准贮备液用水定容至100 mL；吸收液：称取8 g 氢氧化钠溶于600 mL水中，加7 g焦磷酸钠，用水定容至1 L并混匀，加入1 mL 30%浓度的Brij-35溶液；载液：称取8 g 氢氧化钠溶于800 mL水中， 定容至1 L，加入1 mL 30%浓度的Brij-35溶液；硫酸铜贮备液：取4 g五水硫酸铜(CuSO4·5H2O)溶于800 mL水中，定容至1 L；联氨铜试剂：称取1.25 g硫酸联氨溶于400 mL水中，加1.5 mL硫酸铜贮备液，定容至500 mL；磺胺试剂：加50 mL盐酸至250 mL水中，加5 g磺胺，0.25 g(1-萘基)乙二胺盐酸盐，加水配成500 mL溶液；过硫酸钾溶液：溶解40 g过硫酸钾到800 mL水中，加入6 g氢氧化钠，定容至1 L；硼酸盐溶液：溶解38 g四硼酸钠于1 L水中。

1.3 仪器设置参数和线路图

仪器设置参数见表1。

表1 数据系统参数

原理流路为：自动进样器 → 蠕动泵 → 分析模块 → 检测器→ 数据处理系统，见图1。

图1 总氮线路流程

2 结果与讨论

2.1 A类不确定度评定

选定标样值为(1.40±0.08)mg/L的国家标准样品进行A类不确定度的测试，重复测定10次。分别计算均值、A类不确定度和相对标准偏差，见表2。

表2 A类不确定度评定结果

2.2 空白值测定及校准曲线的绘制

分别移取1.2中总氮标准使用液0.0、0.5、1、3、5、8和10 mL，至100 mL比色管中，用水定容至100 mL，得到0.0、0.5、1、3、5、8和10 mg/L标准曲线系列。连续5 d测定总氮的空白值和标准曲线，得到空白值10个和标准曲线5条，见表3。

表3 空白值测定及校准曲线的绘制 mg/L

由表3可见，空白测定均值为0.003 2 mg/L，校准曲线的斜率在0.053 4～0.079 4之间，稳定性较好。相关系数均在0.999 0以上，符合分析要求。

2.3 检出限和测定下限的测定

按样品分析的步骤，对质量浓度为0.000 mg/L的空白试样进行20次平行测定，见表4。计算20次平行测定的标准偏差，按式1计算方法检出限。利用该方法测得仪器检出限为0.012 mg/L，低于国家标准规定的0.04 mg/L。以3.3倍检出限作为测定下限可知该仪器的测定下限为0.04 mg/L，低于国家标准规定的0.16 mg/L[1]。结果表明，该仪器的测定灵敏度较高。

L=4.6σwb

(1)

式中：σwb——空白平行测定(批内)标准偏差。

表4 检出限和测定下限 mg/L

2.4 实际样品测定

选取高、中、低浓度的3组样品进行实际样品测定，每组样品平行测定6次，计算平均值和标准偏差。3组样品分别加标2.00 、0.50 和2.00 mg/L，测定加标后样品含量，并计算加标回收率，见表5。由表5可见，3组样品测试后的相对标准偏差在0.29%～1.30%之间(低于5%)，表明该仪器在测定实际样品时的精密度较好。加标回收率在90%～102%之间，测试高、中、低浓度样品的加标回收率分别为90%、92%和102%。结果表明，测试中高浓度样品时的加标回收率较好，高浓度样品虽然加标回收率达90%，但在三者之中最差，在实际测试过程中需将样品稀释后再测定。

表5 实际样品测定

2.5 方法比对

2.5.1 标准样品比对

分别用荷兰SKALAR SAN++连续流动分析仪和CFA1000分析系统对质量浓度为(1.40±0.08) mg/L的国家标准样品进行测试，每台仪器平均测试6次，计算平均值、标准偏差和方差，结果见表6。

表6 2种连续流动分析仪器的比对 mg/L

对2种方法的结果进行F检验和t检验[2]可知，其精密度与准确度均无显著性差异。

2.5.2 实际样品比对

运用CFA1000连续流动分析系统、荷兰SKALAR SAN++连续流动分析仪和碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法[3]3种方法对3组实际样品进行测试，每组样品分别测定2次，计算其均值并比较3种方法的差异性，结果见表7。

表7 3种分析方法的实际样品比对 mg/L

由表7可见，荷兰SKALAR SAN++连续流动分析仪和CFA1000连续流动分析系统测试结果相近，且在测定中、高浓度样品时，CFA1000连续流动分析系统比荷兰SKALAR SAN++连续流动分析仪测试的结果高。这两种仪器的分析方法同为连续流动法，在分析机理上比较相似，因此测定结果相差不大。但两者在将硝酸盐氮还原成亚硝酸盐氮的过程不同，荷兰SKALAR SAN++连续流动分析仪利用的是镉柱还原法，CFA1000连续流动分析系统利用的是硫酸联氨还原法，因此在测定实际样品，特别是低浓度样品时，2种方法得到的测定结果之间相对偏差较大，且与其还原效率有一定关系。碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法的测试结果与前两者相比有些偏高，但三者之间的相对偏差不超过5%。这是由于利用2台连续流动分析仪，可以通过透析膜将水样中大部分的浊度和色度除去，而碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法仅通过高压消解将水样中杂质去除，两者在水样的处理上有差异，因此测试结果有一定偏差。

3 结语

用CFA1000连续流动分析系统测定水和废水中的总氮，与传统的碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法相比，稳定性好、灵敏度高，且分析速度快、适用性强[4-8]，与荷兰SKALAR SAN++连续流动分析仪相比，分析结果也无显著差异，结果稳定可靠。

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CFA1000 Continuous Flow Analysis System for Determination of Total Nitrogen in Water

SU Ming-yu1，2，YANG Qian2，GU Hai-dong1*

(1.SuzhouInstituteofScienceandTechnology,EnvironmentalScienceandEngineeringofJiangsuProvinceKeyLaboratory,Suzhou,Jiangsu215009,China;2.SuzhouEnvironmentalMonitoringCenter,Suzhou,Jiangsu215004,China)

Using the CFA1000 continuous flow analysis system, the total nitrogen in water was determined through the calibration curve. Class A uncertainty of the instrument was evaluated by the determination of the blank value, detection limit and minimum quantitative detection limit. CFA1000, SKALAR, and SAN++ continuous flow analysis systems were compared for their determination methods as well as the analysis results using the national standard method. The results showed that CFA1000 continuous flow analysis system had the highest sensitivity for detection among the three systems.

CFA1000 continuous flow analysis system; Total nitrogen

2014-10-29；

2015-05-16

苏明玉(1982—)，女，工程师，硕士，从事环境监测方法开发、污染物治理研究工作。

顾海东 E-mail: ghdfrank@aliyun.com

X832；O657.32

B

1674-6732(2015)04-0024-04