專利名稱：水樣中亞硝酸鹽的自動分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境水樣中亞硝酸鹽的檢測分析方法，特別涉及一種反向參比流動注射在線檢測環(huán)境水樣中亞硝酸鹽的分析方法。
背景技術(shù)：
亞硝酸鹽是水中常見的污染物之一。在飲用水和食品中，亞硝酸鹽超標會使人中毒，嬰幼兒和孕婦更容易中毒。在PH較低的酸性條件下，亞硝酸鹽容易與胺類與酰胺類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成亞硝酸胺類致癌物質(zhì)。亞硝酸鹽還可使人體正常血紅蛋白(低價血紅蛋白)氧化成高價血紅蛋白，發(fā)生高鐵血紅蛋白癥，使血紅蛋白在人體內(nèi)失去輸送氧的能力， 發(fā)生組織缺氧癥狀，甚至中毒死亡。水中亞硝酸鹽的主要來源為生活污水中含氨有機物的分解。此外，化肥、清潔劑、 木材制漿、染料、纖維等工業(yè)廢水和農(nóng)田排水也有亞硝酸鹽帶入水系。世界上越來越多的國家充分認識到對水中亞硝酸鹽監(jiān)測與分析的重要性，很多國家都立法規(guī)定水中亞硝酸鹽的濃度限值。因此，研發(fā)簡單、快速、靈敏度高、二次污染少的亞硝酸鹽分析方法尤為重要。現(xiàn)有技術(shù)中，測定亞硝酸鹽的方法有分光光度法、離子色譜法、電位滴定法、毛細管電泳法、流動注射法等。但是，這些方法中，有的需要昂貴的試劑，有的靈敏度不高、有的容易造成二次污染、有的比較耗時。目前測定亞硝酸鹽廣泛使用是分光光度法，我國國家標準使用的是“N-(l-萘基)-乙二胺光度法”(GB/T 7493-87)。其測定原理是在磷酸介質(zhì)中， PH為I. 5-2. I時，亞硝酸鹽與對氨基苯磺酰胺反應(yīng)生成重氮鹽，再與N- (I-萘基)-乙二胺偶聯(lián)生成紅色染料。該方法的最低檢出濃度為O. 003mg/L(以N計)，測定上限為O. 2mg/ L(以N計)。氯胺、氯、硫代硫酸鹽以及高鐵離子等有明顯干擾。此方法存在以下問題1、 測定的各步驟均采用手工操作，操作繁瑣；2、化學(xué)試劑的耗費量較大，顯色劑有致癌性，易對操作人員造成損害；3、測定過程中抗干擾能力差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種測定水樣中亞硝酸鹽的自動分析的方法，此種方法不僅能滿足水樣中亞硝酸鹽測定的靈敏度和準確性要求，而且操作簡單，分析速度快，節(jié)省化學(xué)試劑，抗干擾能力強，所使用的顯色劑為沒有毒性，不會對操作人員造成損害。本發(fā)明所述水樣中亞硝酸鹽的自動分析方法，使用包括樣品流路、參比液流路、顯色液流路、緩沖液流路、進樣閥、進樣環(huán)、分析流路、光學(xué)流通池、光學(xué)檢測器和計算機處理系統(tǒng)的分析儀器，步驟如下(I)將分析儀器設(shè)置在進樣狀態(tài)，開啟低壓泵，使試樣S1經(jīng)樣品流路、緩沖液R2經(jīng)緩沖液流路進入分析流路，使參比液R#經(jīng)參比液流路、進樣閥進入分析流路，在分析流路中，試樣S1、緩沖液R2和參比液R#相混合形成混合液，所述的混合液進入光學(xué)流通池經(jīng)光學(xué)檢測器將信號傳輸給計算機處理系統(tǒng)處理，得到基線，在基線測繪的同時，顯色劑R1經(jīng)顯色液流路和進樣閥進入進樣環(huán)并將進樣環(huán)充滿；(2)將分析儀器轉(zhuǎn)換至分析狀態(tài)，使進樣環(huán)中的顯色液R1在參比液1 #的推動下進入分析流路，使緩沖液R2和試樣S1分別經(jīng)緩沖液流路和樣品流路進入分析流路，在分析流路中，顯色液R1和試樣S1相混合并發(fā)生顯色反應(yīng)后再與緩沖液R2混合，所形成的顯色混合液進入光學(xué)流通池，經(jīng)光學(xué)檢測器將信號傳輸給計算機處理系統(tǒng)處理，得到試樣譜圖；(3)使用一系列已知亞硝酸鹽濃度的標樣S2代替試樣S1，重復(fù)上述步驟(I)和
(2)，得到一系列標樣譜圖，以標樣的濃度為橫坐標、以標樣譜圖的峰高為縱坐標繪制工作曲線；(4)將所繪制的試樣譜圖與標樣譜圖比較，通過所述標樣工作曲線的回歸方程計算出試樣中的亞硝酸鹽含量； 所述參比液R#為鹽酸水溶液，所述顯色液R1為4-氨基-5-萘酚-2，7 二磺酸單鈉鹽與鹽酸水溶液配制成的溶液，所述緩沖液R2為磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀的混合水溶液。上述方法中，參比液R#、顯色液R1和緩沖液R2的優(yōu)化配方為所述參比液1 #中，鹽酸的濃度為O. 3mol/L O. 4mol/L。所述顯色液R1中，4-氨基-5-萘酚-2，7 二磺酸單鈉鹽的質(zhì)量濃度為O. 10% O. 15%,鹽酸的濃度為 O. 3mol/L O. 4mol/L ；所述緩沖液R2的配制方法是將磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀用去離子水分別配制成濃度為O. 5mol/L的水溶液，再將磷酸二氫鉀水溶液與磷酸氫二鉀水溶液按體積比I : 5 6量取并混合均勻。上述方法中，光學(xué)流通池的光程為18mm 25mm,檢測波長為540nm 560nm。上述方法中，所述分析流路包括第一混合器、第二混合器、第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器，它們的連接方式為第一混合器的出液口與第一反應(yīng)器的進液口通過管件連通，第一反應(yīng)器的出液口與第二混合器的進液口通過管件連通，第二混合器的出液口與第二反應(yīng)器的進液口通過管件連通，第二反應(yīng)器的出液口通過管件接光學(xué)流通池。本發(fā)明所述方法具有以下有益效果I、本發(fā)明為環(huán)境水樣中亞硝酸鹽的分析提供了一種新方法，所用試劑無毒，不會對分析人員造成損害，不會對環(huán)境造成二次污染。2、本發(fā)明所述方法完全能滿足環(huán)境水樣中亞硝酸鹽測定的靈敏度和準確性要求， 其最低檢測限為O. 001mg/L(以N計)，線性范圍為O. 005mg/L 1.500mg/L(以N計)，抗其它離子干擾的能力強。3、本發(fā)明所述方法為反相參比流動注射法，該方法能夠有效消除水樣的鹽度、色度以及濁度對測定結(jié)果的干擾。4、使用此方法及其配套分析儀器，可方便、快速地對環(huán)境水樣中的亞硝酸鹽進行在線自動檢測，并可節(jié)約分析試劑。


圖I是本發(fā)明所提供的水樣中亞硝酸鹽的自動分析方法的工藝流程圖，也是配套的分析儀器的結(jié)構(gòu)示意圖，分析儀器處于進樣狀態(tài)；圖2是圖I中的分析儀器處于分析狀態(tài)的示意圖3是本發(fā)明所述方法測繪的標樣的精密度譜圖；圖4是本發(fā)明所述方法測繪的標樣的一種工作曲線；圖5是本發(fā)明所述方法測繪的標樣的又一種工作曲線。圖中，I-低壓泵、2-進樣閥、3-進樣環(huán)、4-第一混合器、5-第一反應(yīng)器、6_第二混合器、7-第二反應(yīng)器、8-光學(xué)流通池、9-光學(xué)檢測器、10-計算機處理系統(tǒng)、S1-試樣、S2-標樣、R1-顯色液、R2-緩沖液、R參-參比液、W-廢液。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明所述水樣中亞硝酸鹽的自動分析方法作進一步說明。實施例I本實施例對標樣進行測試，以考察本發(fā)明所述方法的精密度。其步驟如下I、標樣的配制(I)配制濃度1000mg/L的亞硝酸離子(以N計)標準貯備液稱取O. 4929g亞硝酸鈉(NaNO2)溶于去離子水中，移入IOOmL容量瓶中，用去離子水稀釋至標線，冷藏于冰箱中備用。(2)配制濃度I. 000mg/L的亞硝酸離子標樣(以N計)量取0. ImL濃度IOOOmg/ L的亞硝酸離子標準貯備液(以N計)于IOOmL的容量瓶中，用去離子水稀釋至標線。2、顯色液R1的配制將0. IOg 4-氨基-5-萘酚-2，7 二磺酸單鈉鹽(AHNDMS)溶于IOOmL濃度為 0. 3mol/L的鹽酸水溶液中，4-氨基-5-萘酚_2，7 二磺酸單鈉鹽(AHNDMS)的質(zhì)量濃度為 0. 10%，此溶液冷藏于冰箱中可穩(wěn)定一周。3、緩沖溶液R2的配制將17. Ollg磷酸二氫鉀溶于250mL去離子水中，磷酸二氫鉀的濃度為0. 50mol/L, 將69. 055g磷酸氫二鉀溶于500mL去離子水中，磷酸氫二鉀的濃度為0. 50mol/L,臨用時將磷酸二氫鉀溶液和磷酸氫二鉀溶液按體積比I:5混合。4、參比液R#為濃度0. 3mol/L的鹽酸水溶液。配制以上溶液所用化學(xué)試劑均為分析純。5、標樣譜圖的測試繪制采用圖I和圖2所示工藝流程設(shè)計的自動分析儀進行測試，儀器中的低壓泵I為四通道恒流泵，泵流量0. 4 1.0ml/min，工作壓力2 3X105Pa。進樣閥2為六通自動進樣閥。光學(xué)流通池8的光程為25mm,檢測波長為540nm。第一混合器4、第二混合器6均為三通結(jié)構(gòu)。第一反應(yīng)器5和第二反應(yīng)器7均為盤管式結(jié)構(gòu)，由內(nèi)徑0. 5mm的聚四氟乙烯管繞制而成，第一反應(yīng)器5長度為2. Om,第二反應(yīng)器7長度為6. 0m。(I)基線測繪將分析儀器設(shè)置在進樣狀態(tài)，分析儀器的流路如圖I所示。打開儀器的電源開關(guān)， 在低壓泵I的驅(qū)動下，標樣S2經(jīng)樣品流路進入分析流路中的第一混合器4，參比液R#經(jīng)參比液流路、進樣閥2進入分析流路中的第一混合器4，緩沖液R2經(jīng)緩沖液流路進入分析流路中的第二混合器6，在分析流路中，標樣S2、參比液R#混合后再與緩沖液R2相混合形成混合液，所述的混合液進入光學(xué)流通池8，經(jīng)光學(xué)檢測器9將信號傳輸給計算機處理系統(tǒng)10處理，得到基線；在基線測繪的同時，顯色劑R1經(jīng)顯色液流路和進樣閥2進入進樣環(huán)3并將進樣環(huán)充滿。(2)標樣譜圖測繪基線測試完成后，將分析儀器轉(zhuǎn)換為分析狀態(tài)，分析狀態(tài)的流路如圖2所示。在低壓泵I的作用下，參比液1 #將進樣環(huán)3中的顯色液R1送入分析流路中的第一混合器4，標樣S2經(jīng)樣品流路進入分析流路中的第一混合器4，緩沖液R2經(jīng)緩沖液流路進入分析流路中的第二混合器6 ;在分析流路中，標樣S2與顯色液R1在第一混合器4混合，然后在第一反應(yīng)器5中發(fā)生反應(yīng)，繼后與緩沖液R2在第二混合器6中混合后進入第二反應(yīng)器7發(fā)生顯色反應(yīng)使混合液顏色變深，進入光學(xué)流通池8，光學(xué)檢測器9將信號傳輸給計算機處理系統(tǒng)10， 即在計算機顯示屏上繪出標樣的亞硝酸鹽譜圖，如圖3所示。平行測定1.000mg/L亞硝酸鹽(以N計)13次，其相對標準偏差為O. 86%，表明本發(fā)明所述方法具有良好的精密度。實施例2本實施例中，被測試樣為自來水和河水，其中，1#試樣為自來水，2#試樣為河水， 3#試樣為河水。分析步驟如下I、標樣的配制(I)配制濃度為1000mg/L的亞硝酸離子(以N計)標準貯備液稱取O. 4929g亞硝酸鈉(NaNO2)溶于去離子水中，移入IOOmL容量瓶中，用去離子水稀釋至標線，冷藏于冰箱中備用。(2)將步驟⑴配制的母液用去離子水稀釋，配制成一系列標樣，各標樣中亞硝酸離子的濃度(以 N 計)分別為0. 005mg/L、0. 020mg/L、0. 050mg/L、0. 100mg/L、0. 200mg/L、 0. 500mg/L、l. 000mg/L、l. 500mg/L。2、顯色液R1的配制將0. 15g 4-氨基-5-萘酚-2，7 二磺酸單鈉鹽(AHNDMS)溶于IOOmL濃度為 0.4mol/L的鹽酸溶液中，4-氨基-5-萘酚_2，7 二磺酸單鈉鹽(AHNDMS)的質(zhì)量濃度為
0.15%。此溶液冷藏于冰箱中可穩(wěn)定一周。3、緩沖液R2的配制將17. Ollg磷酸二氫鉀溶于250mL去離子水中，磷酸二氫鉀的濃度為0. 50mol/L, 將69. 055g磷酸氫二鉀溶于500mL去離子水中，磷酸氫二鉀的濃度為0. 50mol/L,臨用時將磷酸二氫鉀溶液和磷酸氫二鉀溶液按體積比I:5混合。4、參比液R0為0. 4mol/L的鹽酸溶液。配制以上溶液所用化學(xué)試劑均為分析純。5、試樣譜圖的測試繪制采用圖I和圖2所示工藝流程設(shè)計的自動分析儀進行測試，光學(xué)流通池8的光程為25mm光程，檢測波長為540nm。所用分析儀器中各裝置和器件與實施例I相同。分別將 1#試樣、2#試樣、3#試樣按以下步驟繪出其亞硝酸鹽譜圖。(I)基線測繪將分析儀器設(shè)置在進樣狀態(tài)，分析儀器的流路如圖I所示。打開儀器的電源開關(guān)， 在低壓泵I的驅(qū)動下，試樣S1經(jīng)樣品流路進入分析流路中的第一混合器4，參比液R#經(jīng)參比液流路、進樣閥2進入分析流路中的第一混合器4，緩沖液R2經(jīng)緩沖液流路進入分析流路中的第二混合器6，在分析流路中，試樣S1、參比液R#混合后再與緩沖液R2相混合形成混合液，所述的混合液進入光學(xué)流通池8，經(jīng)光學(xué)檢測器9將信號傳輸給計算機處理系統(tǒng)10處理，得到基線；在基線測繪的同時，顯色劑R1經(jīng)顯色液流路和進樣閥2進入進樣環(huán)3并將進樣環(huán)充滿。(2)試樣譜圖測繪基線測試完成后，將分析儀器轉(zhuǎn)換為分析狀態(tài)，分析狀態(tài)的流路如圖2所示。在低壓泵I的作用下，參比液1 #將進樣環(huán)3中的顯色液R1送入分析流路中的第一混合器4，試樣S1經(jīng)樣品流路進入分析流路中的第一混合器4，緩沖液R2經(jīng)緩沖液流路進入分析流路中的第二混合器6 ;在分析流路中，試樣S1與顯色液R1在第一混合器4混合，然后在第一反應(yīng)器5中發(fā)生反應(yīng)，繼后與緩沖液R2在第二混合器6中混合后進入第二反應(yīng)器7發(fā)生顯色反應(yīng)使混合液顏色變深，進入光學(xué)流通池8，光學(xué)檢測器9將信號傳輸給計算機處理系統(tǒng)10， 即在計算機顯示屏上繪出被測試樣的亞硝酸鹽譜圖。6、標樣譜圖的測試繪制測試繪制標樣譜圖所用的儀器、顯色液札、緩沖液民、參比液1 #與測試繪制試樣譜圖所用的儀器、顯色液R1、緩沖液R2、參比液1 #相同，測試方法也相同。將所配制標樣S2由低濃度到高濃度依次進行分析，即得一系列標樣譜圖。以標樣的濃度(mg/L)為橫坐標、以標樣譜圖的峰高(mV)為縱坐標繪制工作曲線，N02_濃度(以N計)在O. 005 I. 500mg/L 的工作曲線如圖4所示，工作曲線的回歸方程為H = 326. 0C+0. 177(式中，H為峰高，單位 mV ；C為標樣中亞硝酸離子濃度(以N計)，單位mg/L)，回歸方程相關(guān)性系數(shù)R為O. 9997。 圖4表明，N02_濃度(以N計)在O. 005 1.500mg/L范圍內(nèi)峰高與濃度成線性關(guān)系。7、試樣測試結(jié)果計算將所繪制的1#試樣、2#試樣、3#試樣的譜圖與標樣譜圖比較，通過所述標樣工作曲線的回歸方程則可計算出各試樣中(以N計)的亞硝酸鹽含量，計算結(jié)果見下表
權(quán)利要求
1.一種水樣中亞硝酸鹽的自動分析方法，其特征在于使用包括樣品流路、參比液流路、 顯色液流路、緩沖液流路、進樣閥(2)、進樣環(huán)(3)、分析流路、光學(xué)流通池(8)、光學(xué)檢測器 (9)和計算機處理系統(tǒng)(10)的分析儀器，步驟如下(1)將分析儀器設(shè)置在進樣狀態(tài)，開啟低壓泵(I)，使試樣(S1)經(jīng)樣品流路、緩沖液(R2) 經(jīng)緩沖液流路進入分析流路，使參比液(R#)經(jīng)參比液流路、進樣閥(2)進入分析流路，在分析流路中，試樣(SJ、緩沖液(R2)和參比液(R#)相混合形成混合液，所述的混合液進入光學(xué)流通池(8)經(jīng)光學(xué)檢測器(9)將信號傳輸給計算機處理系統(tǒng)(10)處理，得到基線，在基線測繪的同時，顯色劑(R1)經(jīng)顯色液流路和進樣閥進入進樣環(huán)(3)并將進樣環(huán)充滿；(2)將分析儀器轉(zhuǎn)換至分析狀態(tài)，使進樣環(huán)中的顯色液(R1)在參比液(R#)的推動下進入分析流路，使緩沖液(R2)和試樣(S1)分別經(jīng)緩沖液流路和樣品流路進入分析流路，在分析流路中，顯色液(R1)和試樣(S1)相混合并發(fā)生顯色反應(yīng)后再與緩沖液(R2)混合，所形成的顯色混合液進入光學(xué)流通池(8)，經(jīng)光學(xué)檢測器(9)將信號傳輸給計算機處理系統(tǒng)(10) 處理，得到試樣譜圖；(3)使用一系列已知亞硝酸鹽濃度的標樣(S2)代替試樣(S1),重復(fù)上述步驟(I)和(2)，得到一系列標樣譜圖，以標樣的濃度為橫坐標、以標樣譜圖的峰高為縱坐標繪制工作曲線；(4)將所繪制的試樣譜圖與標樣譜圖比較，通過所述標樣工作曲線的回歸方程計算出試樣中的亞硝酸鹽含量；所述參比液(R#)為鹽酸水溶液，所述顯色液(R1)為4-氨基-5-萘酚-2，7 二磺酸單鈉鹽與鹽酸水溶液配制成的溶液，所述緩沖液(R2)為磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀的混合水溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述水樣中亞硝酸鹽的自動分析方法，其特征在于所述參比液(R#) 中，鹽酸的濃度為O. 3mol/L O. 4mol/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述水樣中亞硝酸鹽的自動分析方法，其特征在于所述顯色液(R1) 中，4-氨基-5-萘酚_2，7 二磺酸單鈉鹽的質(zhì)量濃度為O. 10% O. 15%，鹽酸的濃度為 O. 3mol/L O. 4mol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述水樣中亞硝酸鹽的自動分析方法，其特征在于所述緩沖液(R2) 的配制方法是將磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀用去離子水分別配制成濃度為O. 5mol/L的水溶液，再將磷酸二氫鉀水溶液與磷酸氫二鉀水溶液按體積比I : 5 6量取并混合均勻。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一權(quán)利要求所述水樣中亞硝酸鹽的自動分析方法，其特征在于光學(xué)流通池的光程為18mm 25mm,檢測波長為540nm 560nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一權(quán)利要求所述水樣中亞硝酸鹽的自動分析方法，其特征在于所述分析流路包括第一混合器(4)、第二混合器(6)、第一反應(yīng)器(5)、第二反應(yīng)器(7)， 第一混合器(4)的出液口與第一反應(yīng)器(5)的進液口通過管件連通，第一反應(yīng)器(5)的出液口與第二混合器(6)的進液口通過管件連通，第二混合器(6)的出液口與第二反應(yīng)器(7) 的進液口通過管件連通，第二反應(yīng)器(7)的出液口通過管件接光學(xué)流通池(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述水樣中亞硝酸鹽的自動分析方法，其特征在于所述分析流路包括第一混合器(4)、第二混合器(6)、第一反應(yīng)器(5)、第二反應(yīng)器(7),第一混合器(4)的出液口與第一反應(yīng)器(5)的進液口通過管件連通，第一反應(yīng)器(5)的出液口與第二混合器(6)的進液口通過管件連通，第二混合器出)的出液口與第二反應(yīng)器(7)的進液口通過管件連通，第二反應(yīng)器(7)的出液口通過管件接光學(xué)流通池(8)。
全文摘要
一種水樣中亞硝酸鹽的自動分析方法，步驟為(1)使試樣、緩沖液和參比液進入分析流路形成混合液并進入光學(xué)流通池，經(jīng)光學(xué)檢測器將信號傳輸給計算機處理系統(tǒng)處理得基線，與此同時，顯色液進入進樣環(huán)并將其充滿；(2)使進樣環(huán)中的顯色液在參比液的推動下進入分析流路，使試樣和緩沖液進入分析流路與顯色液在混合過程中發(fā)生顯色反應(yīng)，所形成的混合液進入光學(xué)流通池，經(jīng)光學(xué)檢測器將信號傳輸給計算機處理系統(tǒng)處理得試樣譜圖；(3)使用一系列亞硝酸鹽濃度已知的標樣代替試樣，重復(fù)步驟(1)和(2)得一系列標樣譜圖；(4)將試樣譜圖與標樣譜圖比較，通過所述標樣工作曲線的回歸方程計算出試樣中的亞硝酸鹽含量。
文檔編號G01N21/78GK102590535SQ20121003688
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者張新申, 李輝 申請人:四川大學(xué)