专利名称：一种同时测定水质氮磷指标的方法
技术领域：
本发明属于水质监测技术领域，尤其涉及一种测定氮磷指标的方法。
背景技术：
农业面源污染已给工农业生产带来了严重的影响，大量的等营养盐和污染物排放进入河湖水体，部分地区地表水严重污染，甚至直接影响农业灌溉和农村的饮用水源。农田施肥、畜禽粪便和作物秸杆、洗衣粉中的磷酸盐，已成为我国农村面源污染的主要来源，对环境和人类健康造成的危害备受关注。因此需要及时、快速地测定水质氮磷指标显得十分重要。连续流动分析仪是按照连续流动的方法，通过蠕动泵压缩不同管径的泵管，将反应试剂和待测样品按比例注入一个密闭的连续的流动载流中，在化学反应单元中发生显色反应，在检测器中测得其信号值，按照标准曲线法测定待测样品的浓度的一种检测仪器。常用于环境监测领域中水质分析。在环境水样采集到实验室分析氮磷指标时，如果单个指标分别测试，在测定完成一个或者几个项目后，氮素、磷素容易在不同形态间发生了转化，使得某种形态的氮素、磷素的结果会出现各形态之和与总量之间存在显然的误差。比如环境水样的铵态氮在测定完成后，可能会发生氨挥发，此时再去测定总氮，总氮结果会小于各形态氮素之和；环境水样的铵态氮在测定完成后，可能会发生硝化作用，此时测定硝态氮的浓度显然已经变大，已经不是测定铵态氮时硝态氮浓度，容易对科研结果产生误导。为了避免这样的问题，需要有一种分析方法，能够同时测定水质样品中的氮磷指标。在进行土柱淋溶科研实验中，由于在一定时间段内，收集到的淋溶液体体积比较少，但是为了考察不同时间段淋出液中的氮素、磷素的变化情况，所以需要有一种分析方法，能够满足体积量少的水质样品中的氮磷指标的同时测定。
发明内容
解决的技术问题本发明的目的是提供一种同时测定水质氮磷指标的方法，解决了现有仪器和技术测定水质样品中氮磷指标时，由于不是同时测定而引入较大误差的缺陷，特别是满足了体积量少的水质样品中的氮磷指标的同时测定。技术方案一种同时测定水质氮磷指标的方法，通过一台进样器和两台并联的流动分析仪连接，分别测定氮磷指标的无机态浓度和总量浓度，具体步骤为以200. Omg/L铵态氮(NH4Cl-N)，100. Omg/L 硝态氮(KNO3-N)，4. Omg/L 亚硝态氮(NaNO2-N)，20. Omg/L 磷酸盐(KH2PO4-P)为工作母液，分别各吸取 O. 00，1. 00，2. 00，3. 00，4. 00，5. OOmL 到 6 个 100. OmL容量瓶中，用纯水定容，配制混合标准溶液；进样时间为50s，清洗时间为100s，同时进样检测得到铵态氮O. 32mL/min进样流量的标准曲线线性方程为Y=43. 5+387. 5Χ ；
亚硝态氮O. 42mL/min进样流量的标准曲线线性方程为Y=16. 8+15664. OX ；硝态氮O. 16mL/min进样流量的标准曲线线性方程为Y=13. 24+306. 8Χ ；总氮O. 42mL/min进样流量的标准曲线线性方程为Y=_71. 9+332. 3Χ ；磷酸盐O. 80mL/min进样流量的标准曲线线性方程为Y=_30309. 5+1140024. 2Χ ；总磷O. 42mL/min进样流量的标准曲线线性方程为Y=_17313. 4+398251. 2Χ ；其中Χ为浓度，单位mg/L ；Y为流动分析仪信号值读数；然后待测样品进样量与标准曲线一致，测定其相应的信号值读数，按照标准曲线法计算其浓度。通过标准曲线方程计算得到各项氮磷指标，其中测定铵态氮所需反应试剂为ΝΗ4+-Α为混合溶液，内含酒石酸钾钠33g/L、柠檬酸三钠24g/L，pH=5. 2，两路流量分别为lmL/min和O. 8mL/min ；NH4+-B为混合溶液，内含水杨酸钠80g/L、氢氧化钠25g/L，流量为O. 32mL/min ；NH4+-C为亚硝基铁氰化钠lg/L，流量为O. 16mL/min ；NH4+-D 为二氯异氰尿酸钠 2g/L，流量为 O. 32mL/min ；测定硝态氮所需反应试剂为N03_-A为混合溶液，内含酒石酸钾钠33g/L、柠檬酸三钠24g/L,流量为O. 8mL/min ；NO3^-B为氢氧化钠6g/L,流量为lmL/min ；NO3^-C为混合溶液，内含硫酸肼2g/L、硫酸铜18mg/L，流量为O. 42mL/min ;N03__D为混合溶液，内含N-(1-萘基)乙二胺二盐酸盐O. 5g/L、磺胺10g/L、磷酸169g/L，流量为O. 42mL/min ；测定亚硝态氮所需反应试剂为N02--A为纯水，电阻率18. 3ΜΩ · cm，流量为lmL/min ;Ν02__Β为混合溶液，内含(N-(1-萘基)乙二胺二盐酸盐O. 5g/L、磺胺10g/L、磷酸253. 5g/L,流量为 O. 32mL/`min ；测定总氮所需反应试剂为TN-A为混合溶液，内含过硫酸钾40g/L、氢氧化钠12g/L，流量为 O. 42mL/min ;TN_B 为硼酸 24g/L，流量为 O. 42mL/min ;TN_C 为氯化铵 50g/L,pH=8. 2，两路流量分别为lmL/min和O. 8mL/min ;TN_D为混合溶液，内含N-(1-萘基)乙二胺二盐酸盐O. 5g/L、磺胺10g/L、盐酸118g/L，流量为O. 23mL/min ；测定磷酸盐所需反应试剂为P043_-A为混合溶液，内含钥酸铵4.8g/L、硫酸73. 6g/L，流量为O. 42mL/min ;Ρ043__Β为混合溶液，内含抗坏血酸18g/L、酒石酸锑钾6mg/L，流量为 O. 42mL/min ；测定总磷所需反应试剂为TP-A为混合溶液，内含过硫酸钾9. 9g/L、硫酸156. 4g/L，流量为O. 23mL/min ;TP_B为硫酸294. 4g/L，流量为O. 32mL/min ;TP_C为氢氧化钠210g/L，流量为O. 32mL/min ;TP_D为混合溶液，内含钥酸铵4. 8g/L、硫酸73. 6g/L，流量为O. 42mL/min ;TP_E为混合溶液，内含抗坏血酸18g/L、酒石酸锑钾6mg/L，流量为O. 42mL/min。本发明通过对一台进样器和两台流动分析仪的整合和改进，使样品通过进样器后经三通分流到两台流动分析仪，分别测定氮磷指标的无机态浓度和总量浓度。以铵态氮(NH4Cl),硝态氮(KNO3),亚硝态氮(NaNO2),磷酸盐(KH2PO4)为母液配制混合标准曲线(混标)。在混标中，硝态氮的浓度为亚硝态氮和硝态氮的浓度之和；总氮的浓度为铵态氮、亚硝态氮和硝态氮的浓度之和；总磷的浓度等于磷酸盐的浓度。以及对测定项目管路的改装和实验条件的调整，以保证能够同时测定水质铵态氮NH/-N、硝态氮(Ν03_+Ν02_)-Ν、亚硝态氮N02--N、总氮TN-N、磷酸盐Ρ0/—-Ρ、总磷TP-P六个项目。
有益效果通过仪器整合和使用混合标准溶液的改进能够达到同时分析水质中的氮磷指标。这样既使得分析所需样品量减少，(如土柱淋溶实验，为了考察不同时间段淋出液中的氮素、磷素的变化情况，所采集得到的淋溶液的体积非常少，只有3mL淋溶液)，又保证所有项目同时测定(若不同时测定，此时间段内氮素和磷素容易在不同形态间发生了转化，从而结果会出现各形态之和与总量之间存在显然的误差)。达到及时、快速、准确分析水质氮磷指标的目的。测定环境标准样品均在保证值以内，加标回收率在96. 3% 107. 6%之间，相对标准偏差在O. 54% 2. 85%之间。该方法可以广泛应用在环境监测领域中，大量快速分析水质样品的氮磷指标，尤其适用于体积量少的水质样品中的氮磷指标的同时测定。
图1为本发明测定管路连接示意图；图2为本发明模块联用示意图。
具体实施例方式以下具体实施方式
不以任何形式限制本发明的技术方案，凡是采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案均落在本发明的保护范围。
实施例1按照图1所示，通过对一台进样器和两台流动分析仪的整合和改进，使样品通过进样器后经三通分流到两台流动分析仪，分别测定氮磷指标的无机态浓度和总量浓度。以铵态氮(NH4Cl),硝态氮(KNO3),亚硝态氮(NaNO2),磷酸盐(KH2PO4)为母液配制混合标准曲线(混标)。在混标中，硝态氮的浓度为亚硝态氮和硝态氮的浓度之和；总氮的浓度为铵态氮、亚硝态氮和硝态氮的浓度之和；总磷的浓度等于磷酸盐的浓度。以及对测定项目管路的改装和实验条件的调整，以保证能够同时测定水质铵态氮NH4+-N、硝态氮(Ν03_+Ν02_)-Ν、亚硝态氮Ν02_-Ν、总氮TN-N、磷酸盐Ρ0/_-Ρ、总磷TP-P六个项目。仪器与试剂流动分析仪(荷兰Sakar San++System)两台；自动进样器(Auto samplerl075) 一台；超纯水机(重庆艾科浦AJY-6000-U)。酒石酸钾钠、柠檬酸三钠、亚硝基铁氰化钠、二氯异氰尿酸钠、硫酸肼、硫酸铜、Ν-α-萘基)乙二胺二盐酸盐、磺胺、氯化铵、钥酸铵、抗坏血酸、酒石酸锑钾均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司；水杨酸钠、氢氧化钠、硼酸、磷酸、盐酸、硫酸为分析纯购自南京化学试剂有限公司；过硫酸钾为分析纯，购自Fluka试剂有限公司；实验用水为超纯水(电阻率18. 23M Ω · cm)。仪器的整合及其参数设置通过对一台进样器和两台流动分析仪的整合和改进，使样品通过进样器后经三通分流到两台流动分析仪，分别测定氮磷指标的无机态浓度和总量浓度。有机形态浓度为总量减去无机形态部分。仪器整合及其测定流程示意图，见图1。在仪器整合的同时，也对测定项目管路进行了改装(包括调整部分半透膜滤床，改变试剂流量，改变试剂的浓度等手段)，改装后的管路、试剂及其流量均已在示意图中给出。仪器的改装调整和选择合适的试剂条件，以达到兼顾环境水质样品的测定的线性范围和灵敏度的目的。仪器其他主要分析参数见表I。表1:流动分析仪的分析参数
权利要求
1.一种同时测定水质氮磷指标的方法，其特征在于通过一台进样器和两台并联的流动分析仪连接，分别测定氮磷指标的无机态浓度和总量浓度，具体步骤为以200. Omg/L铵态氮(NH4Cl-N)，100. Omg/L 硝态氮(KNO3-N)，4. Omg/L 亚硝态氮(NaNO2-N)，20. Omg/L 磷酸盐(KH2PO4-P)为工作母液，分别各吸取 O. 00，1. 00，2. 00，3. 00，4. 00，5. OOmL 到 6 个 100. OmL 容量瓶中，用纯水定容，配制混合标准溶液；进样时间为50s，清洗时间为100s，同时进样检测得到 铵态氮O. 32mL/min进样流量的标准曲线线性方程为Y=43. 5+387. 5Χ ； 亚硝态氮O. 42mL/min进样流量的标准曲线线性方程为Y=16. 8+15664. OX ； 硝态氮O. 16mL/min进样流量的标准曲线线性方程为Y=13. 24+306. 8Χ ； 总氮O. 42mL/min进样流量的标准曲线线性方程为Y=_71. 9+332. 3Χ ； 磷酸盐O. 80mL/min进样流量的标准曲线线性方程为Y=_30309. 5+1140024. 2Χ ； 总磷O. 42mL/min进样流量的标准曲线线性方程为Y=_17313. 4+398251. 2Χ ； 其中Χ为浓度，单位mg/L ；Y为流动分析仪信号值读数； 然后待测样品进样量与标准曲线一致，测定其相应的信号值读数，按照标准曲线法计算其浓度； 通过标准曲线方程计算得到各项氮磷指标，其中 测定铵态氮所需反应试剂为ΝΗ4+-Α为混合溶液，内含酒石酸钾钠33g/L、柠檬酸三钠24g/L，pH=5. 2，两路流量分别为lmL/min和O. 8mL/min ；NH4+-B为混合溶液，内含水杨酸钠80g/L、氢氧化钠25g/L，流量为O. 32mL/min ；NH4+-C为亚硝基铁氰化钠lg/L，流量为·O. 16mL/min ；NH4+-D 为二氯异氰尿酸钠 2g/L，流量为 O. 32mL/min ； 测定硝态氮所需反应试剂为N03_-A为混合溶液，内含酒石酸钾钠33g/L、柠檬酸三钠24g/L,流量为O. 8mL/min ；NO3^-B为氢氧化钠6g/L,流量为lmL/min ；NO3^-C为混合溶液,内含硫酸肼2g/L、硫酸铜18mg/L，流量为O. 42mL/min ;N03__D为混合溶液，内含N-(1-萘基)乙二胺二盐酸盐O. 5g/L、磺胺10g/L、磷酸169g/L，流量为0. 42mL/min ； 测定亚硝态氮所需反应试剂为N02_-A为纯水，电阻率18. 3M Ω · cm，流量为ImL/min ;N02_-B为混合溶液，内含(N-(l-萘基)乙二胺二盐酸盐0. 5g/L、磺胺10g/L、磷酸·253. 5g/L,流量为 0. 32mL/min ； 测定总氮所需反应试剂为=TN-A为混合溶液，内含过硫酸钾40g/L、氢氧化钠12g/L，流量为 O. 42mL/min ；TN-B 为硼酸 24g/L，流量为 O. 42mL/min ；TN-C 为氯化铵 50g/L，pH=8. 2，两路流量分别为lmL/min和0. 8mL/min ；TN-D为混合溶液，内含N- (1-萘基)乙二胺二盐酸盐 O. 5g/L、磺胺 10g/L、盐酸 118g/L，流量为 O. 23mL/min ； 测定磷酸盐所需反应试剂为P043_-A为混合溶液，内含钥酸铵4. 8g/L、硫酸73. 6g/L，流量为0. 42mL/min ;Ρ043__Β为混合溶液，内含抗坏血酸18g/L、酒石酸锑钾6mg/L，流量为·0. 42mL/min ； 测定总磷所需反应试剂为=TP-A为混合溶液，内含过硫酸钾9. 9g/L、硫酸156. 4g/L，流量为 0. 23mL/min ；TP-B 为硫酸 294. 4g/L，流量为 0. 32mL/min ;TP_C 为氢氧化钠 210g/L，流量为0. 32mL/min ;TP_D为混合溶液，内含钥酸铵4. 8g/L、硫酸73. 6g/L，流量为0. 42mL/min ；TP-E为混合溶液，内含抗坏血酸18g/L、酒石酸锑钾6mg/L，流量为0. 42mL/min。
全文摘要
一种同时测定水质氮磷指标的方法，包括如下步骤(1)通过对一台进样器和两台流动分析仪的整合和改进，使样品通过进样器后经三通分流到两台流动分析仪，分别测定氮、磷指标。(2)以铵态氮，硝态氮，亚硝态氮，磷酸盐为工作母液，分别吸取到6个容量瓶中，定容，配制混合标准溶液。硝态氮浓度为亚硝态氮和硝态氮浓度之和；总氮浓度为铵态氮、亚硝态氮和硝态氮浓度之和；总磷的浓度等于磷酸盐的浓度。(3)按照标准曲线法，使用整合后的仪器对环境水质样品进行测定。本发明解决了现有仪器和技术测定水质样品中氮磷指标时，由于不是同时测定而引入较大误差的问题的缺陷，特别是满足了体积量少的水质样品中的氮磷指标的同时测定。
文档编号G01N33/18GK103063816SQ20121059101
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者王如海, 钱薇, 韩勇, 俞元春 申请人:中国科学院南京土壤研究所