楊璟愛，韓少強*，楊健安

(1. 天津市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心 天津300384；2. 天津津環(huán)環(huán)境工程咨詢有限公司 天津300191)

0 引 言

氨氮是養(yǎng)殖海水營養(yǎng)鹽監(jiān)測項目中的重要指標(biāo)，可用于養(yǎng)殖海水質(zhì)量、水體污染程度和自凈狀況的評價[1-3]。養(yǎng)殖海水中的氨氮主要來源于餌料殘渣、養(yǎng)殖生物代謝產(chǎn)物以及工業(yè)廢水和農(nóng)業(yè)排水的排放。適量的氨氮對養(yǎng)殖水產(chǎn)是有利的，但當(dāng)氨氮大于1mg/L時，魚類攝食行為將受到影響；大于 2mg/L養(yǎng)殖生物將大量死亡[4]。因此，測定養(yǎng)殖海水中氨氮的含量十分必要[1,2,5]。

現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)對于海水中氨氮的測定方法有靛酚藍分光光度法和次溴酸鹽氧化法。納氏試劑分光光度法是測定水質(zhì)氨氮的常用方法[4-7]。由于次溴酸鹽氧化法的檢測上限僅為 0.08mg/L，在國標(biāo)中明確規(guī)定不適用于污染較重、含有機物較多的養(yǎng)殖水體水質(zhì)測定[5]。靛酚藍分光光度法反應(yīng)過程需6h，且該法檢測上限僅為 0.15mg/L，因此靛酚藍分光光度法存在分析時間長、測定上限低的問題。由于海水中含有大量鈣、鎂離子，會干擾納氏試劑分光光度法顯色反應(yīng)，通常需用蒸餾預(yù)處理法將其除去，再用納氏法測定海水中的氨氮，繁瑣的蒸餾步驟導(dǎo)致該方法不能實現(xiàn)氨氮的快速測定[3,8]。

本文建立的連續(xù)流動分析法，測定范圍寬，不但測定上限高，而且以在線蒸餾取代了手工蒸餾，自動化程度高，能夠?qū)崿F(xiàn)大批量養(yǎng)殖海水樣品氨氮的連續(xù)快速在線分析[2,7]。

1 實驗方法

1.1 實驗原理

在蠕動泵作用下，養(yǎng)殖海水樣品由進樣器吸入連續(xù)流動系統(tǒng)中，與空氣和試劑均勻混合。氨氮經(jīng)過在線蒸餾以及氯化作用，與水楊酸鈉反應(yīng)，再經(jīng)氧化還原和絡(luò)合反得到絡(luò)合物，并在催化劑作用下與顯色劑反應(yīng)，通過測定最終產(chǎn)物的吸光度，由朗伯-比爾定律計算得出養(yǎng)殖海水中氨氮的含量[9]。

1.2 儀器及參數(shù)

SKALAR連續(xù)流動分析儀。檢測波長 660nm；高溫條件95℃；取樣時間70s；清洗時間90s。

1.3 主要試劑

蒸餾試劑：將 5g EDTA二鈉溶于水中，加入140g氫氧化鈉，用水稀釋定溶到1L。

硫酸溶液：將0.3mL硫酸(98%)溶于800mL水中，定容至1L。

緩沖溶液：稱取 24g 檸檬酸鈉及 33g酒石酸鉀鈉溶于800mL蒸餾水中，加入鹽酸調(diào)pH為5.2，加入1mL Brij35，以水定容至1L。

水楊酸鈉溶液：稱取 25g氫氧化鈉溶于 800mL蒸餾水中，加80g水楊酸鈉，以水定容至1L，搖勻。

硝普鈉溶液：稱取 1g硝普鈉溶于 800mL蒸餾水中，以水定容至1L，搖勻。

二氯異氰尿酸鈉溶液：稱 2g二氯異氰尿酸鈉溶于800mL蒸餾水中，以水定容至1L，搖勻。

1.4 分析步驟

打開連續(xù)流動分析儀，將曲線系列溶液和海水樣品依次放入進樣器，在工作站中設(shè)置儀器參數(shù)，待基線平穩(wěn)，開始進樣分析。樣品分析結(jié)束后，清洗儀器，加熱模塊降至室溫后關(guān)機。

2 結(jié)果與討論

2.1 校準(zhǔn)曲線

將 100mg/L氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液用無氨水稀釋，分別配置成 0、0.200、1.00、5.00、10.0、20.0mg/L 系列濃度溶液。

表 1中實驗結(jié)果證明，氨氮在 0～20.0mg/L濃度范圍內(nèi)線性擬合關(guān)系良好，滿足一般方法對線性關(guān)系的要求。

表1 校準(zhǔn)曲線Tab.1 Calibration curve

2.2 檢出限

根據(jù) HJ 168—2010，檢出限為 t(n-1，0.99)×S。對氨氮溶液進行7次平行測定時，n為7，S為7次測定標(biāo)準(zhǔn)偏差；t(6，0.99)＝3.143，即置信度為 99%、自由度為 6的 t分布(單側(cè))[8-10]。對濃度為 0.100mg/L的氨氮標(biāo)液進行7次平行測定。

由表 2可知，該方法的檢出限為 0.0239mg/L，該檢出限低于傳統(tǒng)測定方法，滿足海水氨氮檢測的要求[6-9]。

表2 方法檢出限Tab.2 Method detection limit

3 實際樣品分析及對比

3.1 實際樣品測定結(jié)果對比

分別運用3種分析方法對不同海水樣品進行6次平行測定及加標(biāo)測定，測定結(jié)果平均值見表3。

表3 實際樣品測定結(jié)果對比Tab.3 Comparison of actual sample determination results

由表3中樣品測定值可知，連續(xù)流動分析法與納氏試劑分光光度法測定結(jié)果的相對偏差低于 5.2%，與次靛酚藍分光光度法測定結(jié)果的相對偏差低于9.6%。這表明，該方法與傳統(tǒng)方法的測定結(jié)果具有可比性。

3.2 實際樣品準(zhǔn)確度對比

不同海水樣品的 6次平行測定相對標(biāo)準(zhǔn)偏差及加標(biāo)回收率比對結(jié)果見表4。

連續(xù)流動分析法相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在 1.6%～2.5%，加標(biāo)回收率在 93.4%～106%之間，該方法精密度準(zhǔn)確度高，能夠在實際樣品分析中提供可靠數(shù)據(jù)。納氏試劑分光光度法的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為 2.1%～2.8%，加標(biāo)回收率為 91.0%～114%，次靛酚藍分光光度法的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為 2.4%～3.1%，加標(biāo)回收率為85.4%～118%。連續(xù)流動分析法在線蒸餾模塊是密閉流路，比納氏試劑分光光度法手工蒸餾裝置氣密性高；另外，該方法比次靛酚藍分光光度法測定范圍寬，因此連續(xù)流動分析法測定結(jié)果準(zhǔn)確度高于兩種傳統(tǒng)方法。

表4 實際樣品加標(biāo)回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果Tab.4 Spiked recovery rate and relative standard deviation of actual samples

4 結(jié) 論

連續(xù)流動分析法測定海水中氨氮的方法具有檢出限低、測定范圍寬以及準(zhǔn)確度高等優(yōu)點。與納氏試劑分光光度法及次靛酚藍分光光度法相比，連續(xù)流動分析法解決了傳統(tǒng)方法測定上限低以及分析時間長的問題。

連續(xù)流動分析法實現(xiàn)了全自動化分析，既降低實驗風(fēng)險，又節(jié)約分析時間，能夠?qū)崿F(xiàn)大批量樣品連續(xù)快速測定，測定上限高，適于養(yǎng)殖海水氨氮的快速測定。