岛津4210氨氮在线监测仪测试报告

岛津4210氨氮在线监测仪测试报告
水质浊度会对基于分光光度原理的氨氮在线监测仪的监测产生干扰，2016年11月份，环境实验室对不同厂家的氨氮在线监测仪进行了抗浊度测试，通过在线监测仪与实验室国标方法的对比检测，初步得出岛津4210氨氮在线监测仪抗浊度能力最强，为防止单台设备的检测偶然性，2016年12月15日起对另二台岛津4210氨氮在线监测仪进行了抗浊度和其实项目的测试，现将测试数据分析汇报如下：
1、岛津4210氨氮在线监测仪基本原理
岛津4210氨氮在线监测仪采用水杨酸分光光度法，在碱性介质（pH =12）和亚硝基铁氰化钠存在下，水中的氨、铵离子与水杨酸盐和有效氯反应生成蓝色化合物，在660nm处用分光光度计测量吸光度，计算出氨氮的含量。

与《HJ536-2009水质 氨氮的测定 水杨酸分光光度法》方法相比较，原理相同，剂试有所区别：有效氯选用了二氯异氰尿酸钠，而不是次氯酸盐；掩蔽剂选用了柠檬酸三钠，而不是酒石酸钾钠；波长选用660nm，而不是697nm。

岛津4210氨氮在线监测仪系统流路图如图1所示；测量时序如图2所示。

图1
图2
2、实验室水质氨氮检测方法选择
实验室水质氨氮检测方法依据以下三个标准：
HJ 535-2009水质 氨氮的测定 纳氏试剂分光光度法
HJ 536-2009水质 氨氮的测定 水杨酸分光光度法
HJ 537-2009水质 氨氮的测定 蒸馏-中和滴定法
其中HJ 537-2009水质 氨氮的测定 蒸馏-中和滴定法适用于生活污水、工业污水中氨氮的测定，HJ 535-2009水质 氨氮的测定 纳氏试剂分光光度、HJ 536-2009水质 氨氮的测定 水杨酸分光光度法适用于地表水、地下水、生活污水、工业污水中氨氮的测定。

由于纳氏试剂分光光度测量量程宽、试剂添加操作简单，环境监测站普遍采用此方法，所以公司实验室也采用纳氏试剂分光光度来作为实验室水质氨氮检测方法。

3、纳氏试剂分光光度实验室检测方法
以游离态的氨或铵离子等形式存在的氨氮与纳氏试剂反应生成淡红棕色络合物，该络合物的吸光度与氨氮含量成正比，于波长420 nm处测量吸光度。

3.1仪器与试剂
仪器：DR6000分光光度计、20mm比色皿。

试剂：氯化铵（GR），纳氏试剂（AR），酒石酸钾钠（AR），硫酸锌（AR），氢
氧化钠（AR），氨氮标准样品（环境保护部标准样品研究所），超纯水。

3.2校准曲线制作
在8个50ml比色管中，分别加入0.00，0.50，1.00，2.00，4.00，6.00，8.00和10.00ml氨氮标准工作液(ρN=10mg/l)，加水至标线。

加入1.0ml酒石酸钾钠（500g/L），摇匀，加入1.0ml纳氏试剂，摇匀。

放置10min，在420nm 波长下，用20mm比色皿，以水作参比，测量吸光度。

以空白校正后的吸光度为纵坐标，以其对应的氨氮含量(mg/L)为横坐标，绘制校准曲线。

3.3水样预处理
HJ 535-2009标准规定若水样浑浊或有颜色时可用预蒸馏法或絮凝沉淀法处理，由于预蒸馏法单个样品处理耗时长，所以通常实验室均采用絮凝沉淀法处理水样。

100mL 样品中加入1mL 硫酸锌溶液（100g/L）和0.1mL ～0.2mL 氢氧化钠溶液（250g/L），调节pH约为10.5 ，混匀，放置使之沉淀，倾取上清液分析。

必要时，用经水冲洗过的中速滤纸过滤，弃去初滤液20mL，将水样过滤到50ml 比色管中备用。

本次实验均采用过滤方式，如图3。

图3
3.4样品检测
加入1.0ml酒石酸钾钠（500g/L），摇匀，加入1.0ml纳氏试剂，摇匀。

放置10min，在波长420nm下，用20mm比色皿，以空白样品作参比，测量吸光度，如图4所示，扣除空白试验的吸光度后，从工作曲线上查得氨氮的含量。

图4
4、含浊度试样配制及实验说明
用硅藻土配制含不同浊度的一系列样品， 氨氮含量用在110℃烘干2小时的氯化铵配制，氨氮浓度分别为0.20mg/L、0.50 mg/L 、1.00 mg/L、2.00 mg/L、5.00mg/L、10.00 mg/L，每一浓度的水样浊度配制在20NTU与200NTU之间，如图5所示。

由于测试水样在2016年11月11日配制，标准浓度已有偏离，均已实验室实测结果为准。

每个水样分别经2#、3#岛津4210氨氮在线监测仪测试，计算与实验室检测结果的相对误差。

图5
5、含浊度试样实验数据
5.1、不同浊度０.20mg/L氨氮样品检测数据
不同浊度０.20mg/L氨氮样品检测，数据如下所示：
说明：氨氮≤0.5mg/L，充许绝对误差为≤0.1 mg/L。

16.ONT U 31.7NT U 57.9NT U 111.0NT U 151.0NT U 195.0NT U 实验室检测0.1630.1660.1690.1550.1580.1482#岛津42100.1850.1910.2120.1740.1830.1833#岛津4210
0.190
0.195
0.220
0.186
0.190
0.195
0.1
0.150.20.250.3不同浊度同一浓度样品检测结果
0.20mg /l 氨氮样品不同型号仪器检测对比图
不同浊度０.50mg/L 氨氮样品检测，数据如下所示：
15.2NTU 29.7NTU 61.5NTU 96.4NTU 135NTU 180NTU 实验室检测0.4370.4220.450.4460.4510.4422#岛津42100.4570.430.4610.460.4720.4613#岛津4210
0.468
0.44
0.468
0.463
0.474
0.465
0.4
0.410.420.430.440.450.460.470.48
不同浊度同一浓度的样品检测结果
0.50mg/L 氨氮样品不同仪器检测对比图
不同浊度1.00mg/L 氨氮样品检测，数据如下所示：
16.7NTU 37.2NTU 68.0NTU 113.0NTU 141.0NTU 197.0NTU 实验室检测0.9040.9350.9240.9330.9540.9462#岛津42100.9370.9410.9390.9390.9350.9333#岛津4210
0.95
0.941
0.948
0.948
0.948
0.956
0.8
0.820.840.860.880.90.920.940.960.98
不同浊度同一浓度样品检测结果
1.00mg/L 氨氮样品不同仪器检测对比图
不同浊度2.00mg/L 氨氮样品检测，数据如下所示：
20.4NT U 35.9NT U 63.9NT U 96.97N TU 149NTU 214NTU 实验室检测 1.862 1.896 1.912 1.902 1.933 1.9092#岛津4210 1.939 1.951 1.948 1.949 1.94 1.9453#岛津4210
1.95
1.953
1.957
1.957
1.956
1.963
1.75
1.8
1.85
1.9
1.95
2
不同浊度同一浓度样品检测结果
2.00mg/L 氨氮样品不同仪器检测对比图
不同浊度5.00mg/L 氨氮样品检测，数据如下所示：
14.2NT U 37.5NT U 58.4NT U 96.0NT U 151NTU 192NTU 实验室检测 4.77 4.755 4.815 4.82 4.695 4.782#岛津4210 4.977 4.989 4.997 4.985 4.96 4.9753#岛津4210
4.962
4.971
4.99
4.988
4.956
4.988
4.6
4.74.84.95
5.15.25.3
不同浊度同一浓度样品检测结果
5.00 mg/L 氨氮样品不同仪器检测对比图
不同浊度10.00mg/L 氨氮样品检测，数据如下所示：
16.7NTU 32.7NTU 55.6NTU 101.0NTU 154.0NTU 200.0NTU 实验室检测9.4959.459.669.7559.589.632#岛津42109.9069.8429.87110.139.79810.063#岛津4210
9.882
9.818
9.82
10.12
9.788
10.03
9
9.29.49.69.81010.2
不同浊度同一浓度样品检测结果
10.00mg/L 氨氮样品不同仪器检测对比图
6、岛津4210氨氮在线监测仪水样预处理器试验数据
岛津4210氨氮在线监测仪水样预处理器采用0.45um膜过滤，如图6所示。

过滤前后水样数据如下所示：
7、岛津4210氨氮在线监测仪最低试验数据
三台岛津4210氨氮在线监测仪分别如图7所示，分别为0.004mg/L、0.008mg/L、0.008mg/L，试样水由实际河水经稀释所得。

1# 2#
3# 图7
8、岛津4210氨氮在线监测仪海水测试
取海水样品，经2#、3#岛津4210氨氮在线监测仪测试，数据如下：
采用HJ536-2009
水质 氨氮的测定 水杨酸分光光度法进行实验室测试时，
数据为0.194mg/L,但水样不显色，呈明显的乳白色沉淀，如图8所示，分光光度计测得的数据为白色沉淀所引起的吸光度，乳白色沉淀应为氢氧化钙、氢氧化镁沉淀。

图8
由此可知，水杨酸分光光度法测定水质氨氮时如不进行水样预蒸馏或进行强掩蔽，将不能排除海水的钙、镁离子的干扰，直接影响检测数据。

这也从2#、3#岛津4210氨氮在线监测仪检测海水样品重复性明显变差可知。

9、实验结论
（1）11月15日送检的二台岛津4210氨氮在线监测仪在0.20 mg/L时测试结果与实验室数据最大绝对误差为0.047 mg/L，在 0.50mg/L～10.00mg/L范围内（浊度为20NTU~200NTU）测试结果与实验室数据最大相对误差为7.09%，受浊度干扰很小。

（2）岛津4210氨氮在线监测仪送水样预处理器（新安装），过滤损失值为0.005 mg/L。

（3）此三台岛津4210氨氮在线监测仪最低检测限为0.004 mg/L、0.008 mg/L、0.008 mg/L 。

（4）现有的岛津4210氨氮在线监测仪试剂配方不能有效抵抗海水中的钙、镁等离子的干扰。