基于顺序注射分析的海水亚硝酸盐快速检测方法研究

摘要

为实现海水亚硝酸盐的快速检测,使测量过程更适用于在线监测,对前期已有的顺序注射分析技术进行了优化,结合自主研制的Z型高灵敏度液芯波导样品池和多适应环管器,基于分光光度检测方法,在不完全显色反应的基础上,建立了一种海水亚硝酸盐快速全自动检测方法.进样技术中高精度注射泵与多通道选择阀配合,顺序吸入样品和试剂至储液盘管后,再反推至混合盘管,期间发生不完全显色反应,并最终由注射泵将显色混合溶液缓推过Z型液芯波导样品池,同步流动检测溶液吸光度变化,结合朗伯比尔定律最终获取待测亚硝酸盐溶液浓度.为达到稳定且快速分析的目的 ,分析了测量方法中几个关键参数,如不完全显色反应时间、检测时流速和盐度对测量结果的影响,寻求最佳的技术及参数组合.不完全显色反应研究结果表明,在10～60 s显色时间范围内,吸光度检测结果的相对标准误差(RSD)均不超过1.64％,说明10～60 s的显色时间对本方法无影响,因此选择10s作为快速检测方法的显色反应时间.通过对不同流速情况下样品检测结果的分析发现,流速过快会导致检测不稳定,过慢则不利于快速分析,选择吸光度测量较为稳定的10,11.6,13和15μL·s-1四个流速,对测量结果的稳定性和重复性进行分析,结果表明,上述四个流速下的线性效果都很好,因此,选择最快的15μL·s-1作为该方法的检测流速.为验证该方法对盐度的敏感性,以适应淡水和大范围海水为出发点,研究分析了0～35盐度范围内,三种不同浓度(150,250,350μg·L-1)亚硝酸盐溶液的吸光度变化情况,得到的RSD分别为1.39％,2.03％ 和1.28％,证明盐度对本方法的吸光度测量基本无影响.对80,150和250μg·L-1亚硝酸盐标准溶液平行测定11次得到的RSD分别为2.13％,1.07％ 和1.83％,说明本方法精密度较好.通过对空白样品进行10次平行样测量,计算得到本方法检出限为37μg·L-1(约0.5μmol·L-1).为验证本方法的可信度,利用该快速检测方法和《海洋调查规范》标准测量方法对同一批次亚硝酸盐标准溶液制作标准曲线,二者的R2均大于0.999,对同一浓度样品两种方法得到的测量结果数据拟合线性回归方程为y=1.0461 x-0.0057,R2=0.9996,说明两种检测方法结果高度一致,更进一步验证了该研究快速测量方法的可行性和可靠性.亚硝酸盐快速检测方法测样速率高达50样·h-1,与传统的人工检测和流动注射分析方法相比,亚硝酸盐的测量耗时从十几分钟缩短到1 m in左右,检测分析过程中样品和试剂消耗量极少,测量过程重复性好,整个测量过程全自动进行,操作更为简单智能,避免了人工介入带来的误差,使得基于分光光度的营养盐要素在线及原位检测系统更加小巧、快速和低耗,更适用于现场在线及长时间序列监测,具有很广的应用范围和较好的应用前景.