流动注射分析仪法检测生活饮用水中氨的方法建立及应用

卢义柱，邓 超，盛晓宇

（舒城县疾病预防控制中心，安徽舒城 231300）

氨含量是判断生活饮用水是否合格的一项重要技术指标，氨的浓度能够反映该饮用水是否被有机物污染，且氨能在配水系统中减弱消毒剂的消毒效果，生成亚硝酸盐[1]。如果长期饮用氨含量高的水，水中的亚硝酸盐将和蛋白质结合形成亚硝胺，这是一种强致癌物质，对人体健康极为不利[2-3]。

目前，测定氨常用的方法有纳氏试剂分光光度法、水杨酸盐分光光度法、酚盐分光光度法等，虽然传统的分光光度法运用相对普遍，且具有操作简单、灵敏度高等优点，但是随着生活饮用水检测技术的不断发展，传统化学分析法已无法满足日常检测工作的需求[4-5]。连续流动注射分析法采用气片段连续流动分析技术自动分析样品，具有自动化程度高、分析过程简便、快速等特点。生活饮用水中氨项目的检测，舒城县疾病预防控制中心之前采用纳氏试剂分光光度法，试验过程中要用到有毒物质碘化汞。为了更好地保护环境和实验室人员的身体健康，笔者用Futura2 流动注射分析仪测定生活饮用水中的氨，对该方法的准确度、检出限、精密度和加标回收率等重要参数进行测定，用Futura2 流动注射分析仪测定购买的标准样品及23 份生活饮用水实际水样，并与生活饮用水标准检验方法中的纳氏试剂分光光度法进行了对比分析。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

氨标准液，GBW（E）080220（定值日期：2020年11 月16 日，效期：2022 年11 月15 日）；氨标准样品，GSB 07-3164-2014（生态环境部标准样品研究所，定值日期：2019 年12 月，有效期限：2024年11 月，标样批号：2005137）；水杨酸钠、亚硝基铁氰化钠、二氯异腈脲酸钠、氯化钾和氢氧化钠，均为分析纯。

1.2 仪器与设备

流动注射分析仪，Futura2，法国AMS 公司；可见光分光光度计，T6，北京普析通用仪器有限责任公司。

1.3 试验方法

1.3.1 流动注射分析仪法标准曲线绘制

分别吸取10 μg·mL-1氨标准使用液0 mL、0.10 mL、0.20 mL、0.30 mL、0.50 mL、1.00 mL 和2.00 mL 于10 mL 的PE 管中，加水定容至刻度线，得到系列浓度分别为0 mg·L-1、0.10 mg·L-1、0.20 mg·L-1、0.30 mg·L-1、0.50 mg·L-1、1.00 mg·L-1和2.00 mg·L-1，用Futura2 流动注射分析仪检测。

1.3.2 纳氏试剂法标准曲线绘制

分别吸取10 μg·mL-1氨标准使用液0 mL、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL、6.00 mL、8.00 mL 和10.00 mL 于50 mL 玻璃比色管中，加水定容至刻度线，得到系列浓度分别为0 mg·L-1、0.20 mg·L-1、0.40 mg·L-1、0.80 mg·L-1、1.20 mg·L-1、1.60 mg·L-1和2.00 mg·L-1，分别加1 mL 酒石酸钾钠溶液，再加入1.00 mL 纳氏试剂，以去离子水为参比，在420 nm波长、1 cm 光径条件下，测定吸光度对氨浓度进行线性回归。

1.3.3 有证标准样品的测定

取10 mL 购买的氨标准样品（GSB 07-3164-2014），定容至500 mL 容量瓶中，最终使用浓度为1.445 mg·L-1，分别用流动注射分析仪法和纳氏试剂分光光度法进行测定。流动注射分析仪法取最终使用浓度为1.445 mg·L-1的氮标准样品，按1.3.1 方法测定10 份样品，根据标准曲线确定其浓度；纳氏试剂分光光度法取最终使用浓度为1.445 mg·L-1的氮标准样品，按上述1.3.2 方法测定10 份样品，根据标准曲线确定其浓度。

1.3.4 统计方法

用IBM SPSS Statistics 26 软件进行统计学分析，采用t检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 标准曲线绘制

以系列浓度（X）为横坐标，以吸光度（Y）为纵坐标，分别绘制两种方法的标准曲线方程，详见表1。

表1 两种方法的标准曲线比较

2.2 两种方法的准确度比较

分别用流动注射分析法和纳氏试剂法两种方法检测购买的标准样品，检测的结果值与标准样品证书上所标示值进行比较，两种方法的检测结果均在标准值的误差范围之内，结果见表2。

表2 两种方法的准确度比较

2.3 方法精密度

分别用两种方法检测购买的标准样品，通过统计学处理，求得两者的精密度。经过统计处理，流动注射分析仪法标准偏差（0.003 9 mg·L-1）低于纳氏试剂法（0.024 4 mg·L-1），t=8.323，P=0.00 ＜0.05，两种检测方法精密度差异有统计学意义，流动注射分析仪法精密度优于纳氏试剂法，结果见表3。

表3 两种方法的精密度比较

2.4 最低检出限

选用氨含量与空白浓度接近的0.018 mg·L-1的样品进行15 次重复测定，按公式（检出限=K×SD/S，K常取3）计算流动注射分析法的检出限，得出本次试验的标准偏差为0.000 62 mg·L-1，最低检出限为0.001 4 mg·L-1，结果见表4。

表4 氨检测最低检出限 单位：mg·L-1

2.5 加标回收试验

本底浓度为0.15 mg·L-1、0.50 mg·L-1的样品溶液中，加标浓度分别为0.25 mg·L-1和0.75 mg·L-1，对加标后的样品分别连续测定6 次，加标回收率在96.8%～101.7%，其测定结果及加标回收率见表5。

表5 流动注射分析仪法加标回收率测定结果

2.6 实际样品检测结果比较

对23 份农村生活饮用水用流动注射分析仪和国家标准中纳氏试剂分光光度法分别进行测定，比较两种方法的测定结果。经统计分析t=1.680，P=0.107＞0.05，两种检测方法的检测结果差异无统计学意义，结果见表6。

表6 两种方法的实际样品检测结果比较 单位：mg·L-1

3 结论与讨论

生活饮用水国家标准方法中，纳氏试剂分光光度法为氨检测的第一法，此方法虽然操作简单，对仪器的要求不高，但此法存在诸多的问题，如水中铁、镁、钙等金属物质，硫化物，醛和酮均干扰其测定；水样中的浑浊程度和色度高低会影响比色结果，如果色度浑浊度过高或者干扰物质比较多时，样品要经过蒸馏或加入硫酸锌沉淀的步骤，费时费力；实验过程中配制的纳氏试剂含有有毒物质碘化汞，对操作者及环境均存在着一定的风险，实验结束后的废液处置也比较棘手[6-7]。

1975 年，丹麦化学家Ruzicka 和Hansen 提出了流动注射分析技术，经过几十年的发展，该技术在疾控系统卫生检测中发挥着重要的作用。流动注射分析仪可以测定水中的阳离子六价铬[8]，也可以测定水中的阴离子表面活性剂[9]。本文建立了连续流动注射分析法测定生活饮用水中氨的浓度，其检出限、精密度、准确度均符合相关标准的要求，且与国家标准方法中纳氏试剂分光光度法同时测定实际水样得到的数据结果均在误差范围内，减少了检测人员的工作量，降低了试剂的消耗，避免了使用有毒试剂碘化汞带来的污染风险。国内有众多学者使用流动注射分析法检测水中的氨，与纳氏试剂分光光度法比对分析，得出的结论是连续流动注射法具有检出限低、准确度高、线性范围宽、快速和简便等众多优点，可以为生活饮用水中的氨项目的检测提供可靠、准确的数据[10-11]。虽有学者报道称在用流动注射分析法与纳氏试剂分光光度法同时测定氨时，纳氏试剂法检测氨结果的准确度和精密度略高于流动注射分析法[12]，但是流动注射分析法测定的结果在有证标准物质参考值范围内，相对标准偏差为0.4%～1.8%，初步判断是仪器基线波动等干扰所造成的这种结果。

流动注射分析仪是一种精密的仪器，在使用流动注射仪时要特别注意以下几点。①管路的清洁。仪器的管路比较细，极易造成管路堵塞，在工作过程中，要定时清洗仪器的管路，排空管路，保持整个仪器管路的干燥。②废液管的放置。用流动分析仪测定氨时，不能将仪器的废液管完全浸入到废液中，否则会引起整个仪器管道的压力变化，影响检测结果。③试剂的质量和标准溶液的配制。流动注射分析法是一种微量分析方法，对试剂的要求比较高，一般要在基准级以上，标准溶液要现配现用。