CN108956490A

CN108956490A - 一种用于总氮总磷分析仪的浊度补偿方法

Info

Publication number: CN108956490A
Application number: CN201810566626.7A
Authority: CN
Inventors: 王阳; 张艳敏; 史倩; 孙中梁; 邹妍; 王茜; 张颖颖; 曹煊; 刘岩
Original assignee: Oceanographic Instrumentation Research Institute Shandong Academy of Sciences
Current assignee: Oceanographic Instrumentation Research Institute Shandong Academy of Sciences; Institute of Oceanographic Instrumentation Shandong Academy of Sciences
Priority date: 2018-06-05
Filing date: 2018-06-05
Publication date: 2018-12-07

Abstract

本发明属于水质检测技术领域，公开了一种用于总氮总磷分析仪的浊度补偿方法，包括以下步骤：(1)测定消解后样品的吸光度A₀作为浊度补偿基准值；(2)计算消解溶液的稀释比例，确定浊度补偿系数k，将浊度补偿系数与浊度补偿基准值相乘，计算浊度补偿值kA₀；(3)测定染色后溶液的吸光度，扣除kA₀后获得带有浊度补偿的吸光度，计算浓度。本技术方案针对总磷总氮分析仪，在不增加二次过滤装置的基础上修正浊度引起的测量偏差，能够有效去除水体浊度干扰，在外界水体浊度大范围变化时，能自动修正浊度影响，有效提高总磷总氮分析仪的测量准确度。

Description

一种用于总氮总磷分析仪的浊度补偿方法

技术领域

本发明涉及水质检测技术领域，特别涉及一种基于分光光度法总磷总氮分析仪的浊度补偿方法。

背景技术

海水中总氮、总磷的含量在一定程度上能反映出海洋环境富营养化的情况，已成为海洋环境监测中的重要内容。总氮总磷分析仪的检测的原理基于分光光度法(海洋调查规范GB12763.4-2007)。首先在水样中添加碱性过硫酸钾溶液，加温至120℃消解，可使水样中的含氮化合物转化为硝酸盐，含磷化合物转化为正磷酸盐。总磷测量：正磷酸盐与酸性钼酸铵、酒石酸锑钾混合反应形成磷钼黄，随后加入抗坏血酸还原，生成蓝色的络合物，于880nm波长处进行分光光度测定，获得海水中总磷含量。总氮测量：采用紫外还原装置将消解后溶液中的硝酸盐转化为亚硝酸盐，亚硝酸盐通过与对氨基苯磺酰胺进行重氮化反应，反应产物再与1-萘替乙二胺二盐酸盐作用，生成深红色偶氮染料，于543nm波长处进行分光光度测定，获得海水中总氮含量。

基于分光光度原理的总磷总氮分析仪易于受到浊度干扰，因此需要进行补偿，降低浊度对测量精度的影响。总磷总氮检测中，造成浊度干扰的来源有主要有两个方面：首先，为满足同时测定溶解态与颗粒态氮磷的需要，进样时避免使用小孔径过滤装置，仅对海水进行粗滤(100μm滤器)，去除泥沙和大型藻类，尽量保留颗粒态的氮磷，因此进入分析仪的水样中本身存在悬浮颗粒物；其次，总磷总氮检测中采用高温消解方式，海水中的钙镁离子在高温条件下形成碳酸钙、氢氧化镁难溶物，形成浊度干扰。

虽然浊度作为总磷总氮测量的重要影响因素已经受到广泛的重视，采用过滤装置对消解后的液体进行二次过滤的方法也被许多学者提出，但适用于总磷总氮分析仪的浊度补偿的方法却极少。过滤液体时，通常要求液体在过滤器内部延特定方向流动。但在采用顺序注射方式的总磷总氮分析仪中，水样经同一条管路进出消解装置，形成两个相反的流动方向，因此不易实现对消解后的液体进行二次过滤。此外，过滤器的体积与总处理量相关，体积大的滤芯不易饱和，总过滤量大，但自身的死体积也较大，导致液体残留，易影响测量精度；体积小的滤芯易吸附饱和，需经常更换过滤器，不便于维护。因此，我们需要寻找一种更优的浊度补偿方法，在不使用额外过滤装置的基础上修正浊度引起的测量偏差，提高总磷总氮分析仪的测量准确度。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术问题，提供一种基于分光光度法总磷总氮检测的浊度补偿方法，用于总磷总氮分析仪，有效提高总磷总氮检测精度，且使用灵活、适应性强。通过以下技术方案实现。

用于总磷总氮分析仪的浊度补偿方法，通过以下步骤实现：

(1)测定消解后样品的吸光度A₀作为浊度补偿基准值；

消解后溶液的吸光度A₀的取得方法如下：

1)将水样与碱性过硫酸钾溶液混合后注入消解仓，进行高温消解。

2)从消解仓中抽出部分消解后样品，注入吸光度测装置中；

3)消解后溶液在543nm与880nm波段的吸光度完全由悬浮颗粒物的散射引起；以纯水作为参比，在543nm波长处测量吸光度AN₀，作为总氮的浊度补偿基准值；在880nm波长处测量吸光度AP₀，作为总磷的浊度补偿基准值。

(2)计算消解溶液的稀释比例，确定浊度补偿系数k，将浊度补偿系数与浊度补偿基准值相乘，计算浊度补偿值kA₀。

浊度补偿系数k及相关参数获得方法为：

1)总磷总氮检测中使用的所有试剂均为透明，不引入额外浊度，消解后水样的浊度是最终进行分光光度检测时显色溶液中浊度的主要来源。检测过程中加入多种试剂，本质上是对水样浊度进行特定比例稀释。依据朗伯比尔定律，样品稀释后浊度引起的吸光度变化与稀释比例相关。因此，通过计算稀释比例，即可获得浊度补偿系数k。

2)总氮检测，首先利用注射泵在消解仓中抽出a₁毫升消解后样品，继续抽取a₂毫升光还原剂，混合后注入紫外还原装置中进行还原；在紫外还原装置中抽取a₃毫升还原后溶液，继续抽取a₄毫升对氨基苯磺酰胺试剂与a₅毫升1-萘替乙二胺二盐酸盐试剂，并在注射泵内混合，待显色充分后注入吸光度检测装置；以纯水作为参比，在543nm波长处测量总氮吸光度AN；总氮的浊度补偿系数k_N可以表达为：

3)总磷检测，首先利用注射泵在消解仓中抽出b₁毫升消解后样品，继续抽取b₂毫升酸性钼酸铵试剂与b₃毫升酒石酸锑钾试剂，均匀混合后再抽取b₄毫升抗坏血酸试剂，并在注射泵内混合，待显色充分后注入吸光度检测装置；以纯水作为参比，在880nm波长处测量总磷吸光度AP；总氮的浊度补偿系数k_P可以表达为：

(3)测定染色后溶液的吸光度，获得带有浊度补偿的吸光度，计算浓度。

1)经浊度补偿后的总氮吸光度AN_correct，可以表达为：

AN_correct＝AN-k_N×AN₀

2)经浊度补偿后的总磷吸光度AP_correct，可以表达为：

AP_correct＝AP-k_P×AP₀

本技术方案针对总磷总氮分析仪，在不增加二次过滤装置的基础上修正浊度引起的测量偏差，能够有效去除水体浊度干扰，在外界水体浊度大范围变化时，能自动修正浊度影响，有效提高总磷总氮分析仪的测量准确度。

附图说明

图1：总磷总氮分析仪工作原理示意图。

其中，1.聚四氟乙烯导管；2.吸光度检测模块；3.多通道电控旋转切换阀；4.高温消解模块；5.紫外光还原模块；6.对氨基苯磺酰胺试剂；7.1-萘替乙二胺二盐酸盐试剂；8.二乙基三胺五乙酸(DTPA)试剂；9.纯水；10.电控注射泵；11.水样；12.碱性过硫酸钾试剂；13.酸性钼酸铵试剂；14.酒石酸锑钾试剂；15.抗坏血酸试剂；16.废液回收瓶。

具体实施方式

总氮总磷分析仪中浊度补偿方法的工作原理参照图1所示。首先控制旋转切换阀3与注射泵10，先后吸取一定体积的水样11与碱性过硫酸钾试剂12，混合后注入高温消解模块4，进行120℃条件下高温消解30分钟。控制旋转切换阀3与注射泵10，吸取一定体积的纯水9，然后注入吸光度检测模块2，吸光度检测模块2内含流通池、LED、与光电二极管，用于测量543nm与880nm波长吸光度，测量543nm与880nm纯水参比光强。控制旋转切换阀3与注射泵10，在高温消解模块4中抽取一定体积的解后样品，然后注入吸光度检测模块2，测量543nm与880nm光强，以纯水光强作为参比计算吸光度AN₀与AP₀，作为总氮与总磷的浊度补偿基准值。

总氮检测，控制旋转切换阀3与注射泵10，首先在消解模块4中抽出a₁毫升消解后样品，继续抽取a₂毫升DTPA光还原剂8，混合后注入紫外还原模块5中进行还原，时间2分钟。控制旋转切换阀，在紫外还原模块5中抽取a₃毫升还原后溶液，继续抽取a₄毫升对氨基苯磺酰胺试剂6与a₅毫升1-萘替乙二胺二盐酸盐试剂7，并在注射泵内10混合，待显色充分后注入吸光度检测模块2。在543nm波长处测量光强，以纯水光强作为参比，计算总氮吸光度AN；总氮的浊度补偿系数k_N可以表达为：

计算获得浊度补偿后的总氮吸光度AN_correct，可以表达为：

AN_correct＝AN-k_N×AN₀

总磷检测，控制旋转切换阀3与注射泵10，首先在消解模块4中抽出b₁毫升消解后样品，继续抽取b₂毫升酸性钼酸铵试剂13与b₃毫升酒石酸锑钾试剂14，混合后再抽取b₄毫升抗坏血酸试剂15，并在注射泵10内混合，待显色充分后注入吸光度检测模块2。在880nm波长处测量光强，以纯水光强作为参比，计算总磷吸光度AP；总磷的浊度补偿系数k_P可以表达为：

计算获得浊度补偿后的总磷吸光度AP_correct，可以表达为：

AP_correct＝AP-k_P×AP₀

上述方法在不使用过滤装置的基础上获得浊度补偿后的总磷、总氮吸光度，对浊度引起的吸光度测量偏差进行修正，可以有效提高总磷总氮分析仪的测量精度。

实施例仅说明本发明的技术方案，而非对其进行任何限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种用于总氮总磷分析仪的浊度补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)测定消解后样品的吸光度A₀作为浊度补偿基准值；

(2)计算消解溶液的稀释比例，确定浊度补偿系数k，将浊度补偿系数与浊度补偿基准值相乘，计算浊度补偿值kA₀；

(3)测定染色后溶液的吸光度，扣除kA₀后获得带有浊度补偿的吸光度，计算浓度。

2.根据权利要求1所述的一种用于总氮总磷分析仪的浊度补偿方法，其特征在于：步骤(1)中所述的吸光度A₀的取得过程为：

1)将水样与碱性过硫酸钾溶液混合后注入消解仓，进行高温消解；

2)从消解仓中抽出部分消解后样品，注入吸光度测装置中；

3)以纯水作为参比，测得消解后溶液在543nm波长处测量吸光度AN₀，作为总氮的浊度补偿基准值，测得消解后溶液在880nm波长处测量吸光度AP₀，作为总磷的浊度补偿基准值。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于总氮总磷分析仪的浊度补偿方法，其特征在于：

1)总磷总氮检测中使用的所有试剂均为透明，不引入额外浊度，计算稀释比例，获得浊度补偿系数k；

2)总氮检测：取a₁毫升消解后样品，a₂毫升光还原剂，混合后进行还原；取a₃毫升还原后溶液，a₄毫升对氨基苯磺酰胺试剂与a₅毫升1-萘替乙二胺二盐酸盐试剂混合，显色充分后注入吸光度检测装置，以纯水作为参比，在543nm波长处测量总氮吸光度AN，总氮的浊度补偿系数k_N：

3)总磷检测：取b₁毫升消解后样品，取b₂毫升酸性钼酸铵试剂与b₃毫升酒石酸锑钾试剂，混合后取b₄毫升抗坏血酸试剂混合，显色充分后注入吸光度检测装置，以纯水作为参比，在880nm波长处测量总磷吸光度AP，总磷的浊度补偿系数k_P可以表达为：

4.根据权利要求3所述的一种用于总氮总磷分析仪的浊度补偿方法，其特征在于：经浊度补偿后的总氮吸光度AN_correct，可以表达为：

AN_correct＝AN-k_N×AN₀

5.根据权利要求1或2或4所述的一种用于总氮总磷分析仪的浊度补偿方法，其特征在于：经浊度补偿后的总磷吸光度AP_correct，可以表达为：

AP_correct＝AP-k_P×AP₀。