应用方案 | 海光流动分析助力饮用水新国标,检测水质中氨(以N计)

2023-05-05 14:37:24 北京海光仪器有限公司


一、前言

流动分析技术是20世纪50年代开发的一种湿化学分析技术,该技术自动化程度高,可批量检测样品,解放了劳动力,提高了工作效率,且具有检出限低、重现性好、分析速度快等特点,已广泛应用于环保、水质、烟草、质检及医学检验等行业,测试项目包括总氰化物、氰化物、挥发酚、阴离子表面活性剂、磷酸盐、总磷、总氮、氨氮、硫化物、六价铬、硝酸盐、亚硝酸盐、COD(Mn)、尿素等。

目前主流的流动分析技术有两种,即连续流动分析技术(CFA)和流动注射分析技术(FIA)。

2023年10月即将实施的生活饮用水标准检验方法GB/T 5750.4-2023中把感官性状和物理指标中的挥发酚类、阴离子合成洗涤剂指标规定了连续流动分析法和流动注射分析法;GB/T 5750.5-2023中无机非金属指标中的氰化物和氨(以N)规定了连续流动和流动注射分析法。

本实验选择自备水质样品,按照即将实施的生活饮用水新标准GB/T5750.5-2023的要求,检测了水质中氨(以N计)的曲线线性、检出限、精密度和加标回收实验等,验证海光仪器的准确性和稳定性。

二、实验部分

2.1 主要仪器

HGCF-100全自动连续流动分析仪(北京海光仪器)、HGFI-10流动注射分析仪(北京海光仪器)。


HGCF-100

  

  HGFI-10

2.2 试剂

2.1.1 连续流动:氯化铵、二水合亚硝基铁氯化钠、酒石酸钾钠、柠檬酸三钠、盐酸、氢氧化钠、聚氧乙烯月桂醚、水杨酸钠、二氯异氰脲酸钠:均为优级纯,国药集团化学试剂有限公司。

2.1.2 流动注射:盐酸、氯化铵、氢氧化钠、酒石酸钾钠、柠檬酸三钠;水杨酸钠、亚硝基铁氰化钠、二氯异氰尿酸钠、硫代硫酸钠二水。

三、结果与讨论

3.1 标准曲线

3.1.1 连续流动

从标准储备液逐级稀释,配制标准曲线0 mg/L、0.02 mg/L、0.05 mg/L、0.1 mg/L、0.3 mg/L、0.5 mg/L、1.0 mg/L、1.5 mg/L、2.0mg/L作为标准曲线点。各点浓度和和吸光度信号对应如下图1和表1.

曲线拟合次数1次;曲线方程:y=0.03352x+0.00021;相关系数Kr:0.99992

图1 连续流动标准曲线图

表1 连续流动标准曲线各点浓度对应吸光度值

序号

样品名称

样品浓度mg/L

吸光度

反算浓度mg/L

1

标准点1

0

0

0

2

标准点2

0.02

0.0009

0.0206

3

标准点3

0.05

0.0017

0.0445

4

标准点4

0.1

0.0034

0.0952

5

标准点5

0.3

0.0107

0.3129

6

标准点6

0.5

0.0169

0.4979

7

标准点7

1

0.034

1.0081

8

标准点8

1.5

0.0509

1.5122

9

标准点9

2

0.0668

1.9866

3.1.2 流动注射

从标准储备液逐级稀释,配制标准曲线0 mg/L、0.02 mg/L、0.05 mg/L、0.1 mg/L、0.3 mg/L、0.5 mg/L、1.0 mg/L、1.5 mg/L、2.0mg/L作为标准曲线点。各点浓度和和吸光度信号对应如下图2和表2.

图2.流动注射标准曲线图

表2流动注射标准曲线各点浓度对应吸光度值

由图1、图2、表1、表2看出,连续流动和流动注射在新标准规定的曲线线性范围,相关系数均达到四个九以上,在此线性范围内有良好的线性关系。

3.2 检出限实验

11次连续空白测量,测定结果的标准偏差(S),按照公式:

3.14 *S/k

式中S为11测量的标准偏差,k为以浓度为自变量的曲线方程的斜率。分别计算得到连续流动和流动注射方法检出限分别为0.0037 mg/L和0.0012mg/L。

11次连续空白测量吸光度值与反算浓度如下表3.

表3 连续流动和流动注射11次空白测量吸光度

序号

吸光度

连续流动(峰高)

流动注射(峰面积)

1

0.0004

41.4366

2

0.0004

39.7795

3

0.0004

42.9841

4

0.0005

44.2854

5

0.0004

43.9072

6

0.0004

42.5536

7

0.0005

41.7432

8

0.0004

42.7738

9

0.0004

41.6984

10

0.0004

41.6873

11

0.0004

42.0145

标准偏差SD/%

0.00004

1.245

检出限/mg/L

0.0037

0.0012

3.3 精密度实验

对1.0 mg/L标准点连续7次测量,测定结果的精密度为0.4313%。具体测量如表5。

表4 连续流动精密度测量结果

序号

样品浓度mg/L

吸光度

连续流动(峰高)

流动注射(峰面积)

1

1.0

0.0367

3527.9536

2

1.0

0.0366

3539.5080

3

1.0

0.0364

3539.3595

4

1.0

0.0363

3541.9692

5

1.0

0.0366

3528.8484

6

1.0

0.0365

3531.7004

7

1.0

0.0363

3534.6826

精密度RSD(%)

0.43

0.16

由表5看出,1.0mg/L的浓度的连续7次测量,精密度RSD仅0.43%,说明仪器有良好的重复性。

3.4 加标回收实验

分别在生活饮用水中添加低、中、高浓度梯度的标准溶液氨(以N计),连续流动、流动注射生活饮用水本底值分别为0.0057mg/L和0.0241mg/L连续测量3次,计算精密度和平均回收率。测量结果见表6、表7。

表5连续流动梯度加标测量结果

加标浓度/mg/L

0.02

0.5

1.5

测量浓度/mg/L

0.0266

0.0266

0.0266

0.5307

0.5277

0.5397

1.5958

1.5958

1.5928

平均测量浓度/mg/L

0.0266

0.5327

1.5948

精密度RSD/%

0

1.2

0.11

平均回收率/%

104.5

106.3

106.3

表6流动注射加标测量结果

加标浓度/mg/L

0.05

1.0

2.0

测量浓度/mg/L

0.0777

0.0780

0.0777

1.0659

1.0676

1.0690

1.9006

1.9013

1.8980

平均测量浓度/mg/L

0.0778

1.0675

1.9000

精密度RSD/%

0.22

1.5

0.09

平均回收率%

107.4

104.3

95.0

从表6、表7可以看出,连续流动和流动注射对梯度加标实验三次测量值有良好的精密度,平均回收率在93.7%-107.4%之间,回收率良好。

四、结论

参考即将实施的新版生活饮用水标准GB/T 5750.5-2023 生活饮用水标准检验方法第5部分:无机非金属指标,使用北京海光仪器公司的HGCF-100全自动连续流动分析仪和HGFI-10流动注射分析仪检测了氨(以N计)成分的曲线、检出限、精密度和梯度加标回收实验。通过实验结果可以看出,北京海光仪器公司的HGCF-100全自动连续流动分析仪和HGFI-10流动注射分析仪参考新水质标准在检测生活饮用水时线性好,检出限低,重复性好,加回收率好。因此,北京海光仪器生产的连续流动和流动注射测氨(以N计)时,符合新水质标准。


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