同时在线自动分析水样中微量铵根离子和亚硝酸根离子的低压阴、阳离子色谱-光度法制造技术

本发明专利技术提供了一种同时在线自动分析水样中微量铵根离子和亚硝酸根离子的低压阴、阳离子色谱‑光度法，使用包括低压泵、进样阀、进样环、低压阴离子交换柱、低压阳离子交换柱、氧化反应器、显色反应器、光学流通池、光学检测器、计算机处理系统、第一混合器和第二混合器的分析仪器，步骤如下：①绘制基线、②绘制试样中NH4

At the same time on-line automatic analysis of water samples of trace ammonium ion and nitrite ion - anion and cation chromatography spectrophotometric method

The present invention provides automatic analysis of water samples of trace ammonium ion and nitrite ion - anion and cation chromatography spectrophotometry an online at the same time, including the use of low pressure pump, inlet valve, inlet ring, low pressure and low pressure anion exchange column cation exchange column, oxidation reactor, reactor, optical color flow cell, optical detector, computer processing system, a first mixer and a second mixer analysis apparatus comprises the following steps: drawing, drawing the baseline of NH4+ sample and NO2 spectra, the drawing standard curve, according to the NH4+ and NO2 spectrum peak value and standard curve regression equation the sample to be measured in NH4+ and NO2 concentration. This method first realizes the on-line analysis of trace NH4+ and NO2 in water samples while combined with low pressure ion chromatography and spectrophotometric analysis, with low cost and high efficiency analysis.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于NH4+与NO2-的检测分析领域，特别涉及水样中微量NH4+和NO2-的同时在线自动分析方法。
技术介绍
含氮化合物不但会对水质造成污染，而且对人体健康极为不利。NH4+、NO2-及NO3-通过微生物的氧化、硝化及反硝化作用可以相互转化。NH4+的氧化会明显降低水体中溶解氧的浓度，造成水质下降，导致光合微生物急剧增加，水体发生富营养化现象。高浓度的NH4+会影响水生生物的渗透性，并可造成急性氨中毒甚至导致死亡。NH4+既是影响感官水质的因素，也是工业污水排放物的重要控制指标，而NO2-是一种强致癌物质。因此，同时测定水中不同价态的氮素，有助于了解水体污染并评价其自净状况。尤其对于养殖业来说，NH4+和NO2-具有明显毒害作用，需要密切关注，因而对二者的分析监测极为重要。目前，离子色谱法分析在水样中的NH4+和NO2-时，采用的均为高压离子色谱，而且需要分别取样、单独检测两种离子，即通常用阴离子色谱柱和配套的阴离子洗脱体系，电导检测分析NO2-，用阳离子色谱柱和配套的阳离子洗脱体系，分离检测NH4+，无法实现NH4+和NO2-的同时分析。现有分析水样中的NH4+和NO2-的离子色谱法存在着以下不足：分别取样、单独检测存在着分析速度慢和分析效率低的不足；高压离子色谱采用高压操作，高压离子色谱仪的价格高昂，且配套使用的色谱柱属于易耗品，其价格一般为1～2万元/根，因而该方法的分析成本极高，难以推广应用；同时，高压离子色谱仪配套使用的色谱柱的柱填料为薄壳型离子树脂，由于其交换容量很低，仅为0.01～0.02mmol/g，在分析制革废水这类成分复杂的废水时，色谱柱极易被污染，导致色谱柱的使用寿命缩短以及分析系统的抗干扰能力降低，因此难以在制革废水分析行业中推广应用。基于上述技术现状，若能基于分析成本更低的低压离子色谱法开发出水样中的NH4+和NO2-的同时在线自动分析方法，对于降低分析成本、提高分析效率都将产生积极的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供同时在线自动分析水样中微量铵根离子和亚硝酸根离子的低压阴、阳离子色谱-光度法，以降低分析成本，提高分析效率。本专利技术提供的同时在线自动分析水样中微量铵根离子和亚硝酸根离子的低压阴、阳离子色谱-光度法，使用包括低压泵、进样阀、进样环、低压阴离子交换柱、低压阳离子交换柱、氧化反应器、显色反应器、光学流通池、光学检测器、计算机处理系统、第一混合器、第二混合器、样品流路、推动液流路、氧化液流路和显色液流路的分析仪器，步骤如下：①将分析仪器设置为进样状态，在低压泵的驱动下，空白试样经样品流路、进样阀进入进样环中；然后将分析仪器设置为分析状态，在低压泵的驱动下，氧化液经氧化液流路进入第一混合器，显色液经显色液流路进入第二混合器，推动液经推动液流路、进样阀进入进样环，进样环中的空白试样在推动液的推动下依次经低压阴离子交换柱、低压阳离子交换柱进入第一混合器中与氧化液混合后经氧化反应器进入第二混合器中，在第二混合器中与显色液混合后经显色反应器进入光学流通池，经光学检测器将信号传输给计算机处理系统处理，得到基线；②将分析仪器设置为进样状态，在低压泵的驱动下，试样经样品流路、进样阀进入进样环中；然后将分析仪器设置为分析状态，在低压泵的驱动下，氧化液经氧化液流路进入第一混合器，显色液经显色液流路进入第二混合器，推动液经推动液流路、进样阀进入进样环并推动进样环中的试样依次进入低压阴离子交换柱、低压阳离子交换柱中，试样中的NH4+和NO2-在低压阴离子交换柱、低压阳离子交换柱中被分离后，NH4+和NO2-在推动液的作用下先后进入第一混合器中与氧化液混合形成第一混合液和第二混合液，第一混合液和第二混合液经氧化反应器后分别先后进入第二混合器中与显色液混合形成第三混合液和第四混合液，第三混合液和第四混合液先后进入显色反应器并发生显色反应形成第一反应液和第二反应液，第一反应液和第二反应液先后进入光学流通池，经光学检测器将信号传输给计算机处理系统处理，得到试样中NH4+和NO2-的谱图；③使用一系列浓度已知的NH4+和NO2-标样代替试样，重复步骤①和②的操作，得到一系列NH4+和NO2-标样的谱图，以标样中NH4+和NO2-的浓度为横坐标、以标样中NH4+和NO2-谱图的峰高为纵坐标绘制标准工作曲线；④分别将试样中NH4+和NO2-谱图的峰高值代入步骤③所得标准工作曲线的回归方程中，计算出试样中NH4+和NO2-的浓度；所述试样和标样的pH值均采用氢氧化钠或盐酸调节至6.9～7.1，空白试样为去离子水，所述推动液是由氯化钠、氯化钾和去离子水配制成的混合液，所述氧化液是由溴化钾、溴酸钾、盐酸、氢氧化钠和去离子水配制成的混合液，所述显色液是由磺胺、盐酸、盐酸萘乙二胺和去离子水配制成的混合液，所述低压阴离子交换柱的柱填料为强碱性季胺型阴离子交换树脂，所述低压阳离子交换柱的柱填料为磺酸型阳离子交换树脂与苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的混合物。上述方法所述的推动液中，氯化钠的浓度为10～15g/L，氯化钾的浓度为1～5g/L。上述方法所述的氧化液中，溴化钾的浓度为0.05～0.06g/L，溴酸钾的浓度为0.005～0.0075g/L，盐酸的浓度为0.040～0.048mol/L，氢氧化钠的浓度为0.20～0.25mol/L。上述方法所述的显色液中，盐酸的浓度为0.1～0.6mol/L，盐酸萘乙二胺的浓度为0.20～0.25g/L，磺胺的浓度为2.0～2.5g/L。上述方法中，所述强碱性季胺型阴离子交换树脂的粒径优选为30～35μm、交换容量优选为3～4mmol/g，强碱性季胺型阴离子交换树脂按照现有方法制备，具体制备方法可参照离子交换与吸附树脂[M],1995,p43～51,何炳林,黄文强主编,上海科技教育出版社。所述磺酸型阳离子交换树脂与苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的混合物中，磺酸型阳离子交换树脂与苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的质量比为1:(0.95～1.05)；优选地，所述磺酸型阳离子交换树脂的粒径为30～35μm、交换容量为0.1～0.5mmol/g，磺酸型阳离子交换树脂按照现有方法制备，具体制备方法可参照离子交换与吸附树脂[M],1995,p37～43,何炳林,黄文强主编,上海科技教育出版社；优选地，所述苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的粒径为80～100μm，苯乙烯-二乙烯基苯共聚物可通过市场购买。上述方法中，光学检测器的检测波长为530nm。上述方法中，光学流通池的光程为20～30mm。上述方法中，试样在进入低压泵前先经过微孔滤膜过滤、大孔吸附树脂吸附处理，微孔滤膜可消除氨基酸、多肽及蛋白质对NH4+测定的影响，大孔吸附树脂吸附处理能明显去除有机物质及色度对NH4+测定的干扰，这有利于提高分析系统的抗干扰能力并保护色谱柱。本专利技术所述方法能够同时在线自动分析水样中NH4+和NO2-的原理如下：试样中含有的NH4+和NO2-经过低压阴离子交换柱和低压阳离子交换柱后，NH4+和NO2-被分离开并先后进入氧化反应器中，在氧化反应器中，NH4+被氧化为NO2-，由NH4+氧化生成的NO2-与试样中原本含有的NO2-先后进入显色反应器，在显色反应器中NO2-与本文档来自技高网...

【技术保护点】
同时在线自动分析水样中微量铵根离子和亚硝酸根离子的低压阴、阳离子色谱‑光度法，其特征在于使用包括低压泵(1)、进样阀(2)、进样环(3)、低压阴离子交换柱(4)、低压阳离子交换柱(5)、氧化反应器(6)、显色反应器(7)、光学流通池(8)、光学检测器(9)、计算机处理系统(10)、第一混合器(11)、第二混合器(12)、样品流路、推动液流路、氧化液流路和显色液流路的分析仪器，步骤如下：①将分析仪器设置为进样状态，在低压泵(1)的驱动下，空白试样(S0)经样品流路、进样阀(2)进入进样环(3)中；然后将分析仪器设置为分析状态，在低压泵(1)的驱动下，氧化液(O)经氧化液流路进入第一混合器(11)，显色液(R)经显色液流路进入第二混合器(12)，推动液(C)经推动液流路、进样阀(2)进入进样环(3)，进样环中的空白试样在推动液的推动下依次经低压阴离子交换柱(4)、低压阳离子交换柱(5)进入第一混合器(11)中与氧化液(O)混合后经氧化反应器(6)进入第二混合器(12)中，在第二混合器(12)中与显色液(R)混合后经显色反应器(7)进入光学流通池(8)，经光学检测器(8)将信号传输给计算机处理系统(10)处理，得到基线；②将分析仪器设置为进样状态，在低压泵(1)的驱动下，试样(S1)经样品流路、进样阀(2)进入进样环(3)中；然后将分析仪器设置为分析状态，在低压泵(1)的驱动下，氧化液(O)经氧化液流路进入第一混合器(11)，显色液(R)经显色液流路进入第二混合器(12)，推动液(C)经推动液流路、进样阀(2)进入进样环(3)并推动进样环中的试样(S1)依次进入低压阴离子交换柱(4)、低压阳离子交换柱(5)中，试样中的NH4+和NO2‑在低压阴离子交换柱(4)、低压阳离子交换柱(5)中被分离后，NH4+和NO2‑在推动液的作用下先后进入第一混合器(11)中与氧化液混合形成第一混合液和第二混合液，第一混合液和第二混合液经氧化反应器(6)后分别先后进入第二混合器(12)中与显色液混合形成第三混合液和第四混合液，第三混合液和第四混合液先后进入显色反应器(7)并发生显色反应形成第一反应液和第二反应液，第一反应液和第二反应液先后进入光学流通池(8)，经光学检测器(9)将信号传输给计算机处理系统(10)处理，得到试样(S1)中NH4+和NO2‑的谱图；③使用一系列浓度已知的NH4+和NO2‑标样(S2)代替试样(S1)，重复步骤①和②的操作，得到一系列NH4+和NO2‑标样的谱图，以标样中NH4+和NO2‑的浓度为横坐标、以标样中NH4+和NO2‑谱图的峰高为纵坐标绘制标准工作曲线；④分别将试样(S1)中NH4+和NO2‑谱图的峰高值代入步骤③所得标准工作曲线的回归方程中，计算出试样(S1)中NH4+和NO2‑的浓度；所述试样(S1)和标样(S2)的pH值均采用氢氧化钠或盐酸调节至6.9～7.1，空白试样(S0)为去离子水，所述推动液是由氯化钠、氯化钾和去离子水配制成的混合液，所述氧化液是由溴化钾、溴酸钾、盐酸、氢氧化钠和去离子水配制成的混合液，所述显色液是由磺胺、盐酸、盐酸萘乙二胺和去离子水配制成的混合液，所述低压阴离子交换柱(4)的柱填料为强碱性季胺型阴离子交换树脂，所述低压阳离子交换柱(5)的柱填料为磺酸型阳离子交换树脂与苯乙烯‑二乙烯基苯共聚物的混合物。...

【技术特征摘要】
1.同时在线自动分析水样中微量铵根离子和亚硝酸根离子的低压阴、阳离子色谱-光度法，其特征在于使用包括低压泵(1)、进样阀(2)、进样环(3)、低压阴离子交换柱(4)、低压阳离子交换柱(5)、氧化反应器(6)、显色反应器(7)、光学流通池(8)、光学检测器(9)、计算机处理系统(10)、第一混合器(11)、第二混合器(12)、样品流路、推动液流路、氧化液流路和显色液流路的分析仪器，步骤如下：①将分析仪器设置为进样状态，在低压泵(1)的驱动下，空白试样(S0)经样品流路、进样阀(2)进入进样环(3)中；然后将分析仪器设置为分析状态，在低压泵(1)的驱动下，氧化液(O)经氧化液流路进入第一混合器(11)，显色液(R)经显色液流路进入第二混合器(12)，推动液(C)经推动液流路、进样阀(2)进入进样环(3)，进样环中的空白试样在推动液的推动下依次经低压阴离子交换柱(4)、低压阳离子交换柱(5)进入第一混合器(11)中与氧化液(O)混合后经氧化反应器(6)进入第二混合器(12)中，在第二混合器(12)中与显色液(R)混合后经显色反应器(7)进入光学流通池(8)，经光学检测器(8)将信号传输给计算机处理系统(10)处理，得到基线；②将分析仪器设置为进样状态，在低压泵(1)的驱动下，试样(S1)经样品流路、进样阀(2)进入进样环(3)中；然后将分析仪器设置为分析状态，在低压泵(1)的驱动下，氧化液(O)经氧化液流路进入第一混合器(11)，显色液(R)经显色液流路进入第二混合器(12)，推动液(C)经推动液流路、进样阀(2)进入进样环(3)并推动进样环中的试样(S1)依次进入低压阴离子交换柱(4)、低压阳离子交换柱(5)中，试样中的NH4+和NO2-在低压阴离子交换柱(4)、低压阳离子交换柱(5)中被分离后，NH4+和NO2-在推动液的作用下先后进入第一混合器(11)中与氧化液混合形成第一混合液和第二混合液，第一混合液和第二混合液经氧化反应器(6)后分别先后进入第二混合器(12)中与显色液混合形成第三混合液和第四混合液，第三混合液和第四混合液先后进入显色反应器(7)并发生显色反应形成第一反应液和第二反应液，第一反应液和第二反应液先后进入光学流通池(8)，经光学检测器(9)将信号传输给计算机处理系统(10)处理，得到试样(S1)中NH4+和NO2-的谱图；③使用一系列浓度已知的NH4+和NO2-标样(S2)代替试样(S1)，重复步骤①和②的操作，得到一系列NH4+和NO2-标样的谱图，以标样中NH4+和NO2-的浓度为横坐标、以标样中NH4+和NO2-谱图的峰高为纵坐标绘制标准工作曲线；④分别将试样(S1)中NH4+和NO2-谱图的峰高值代入步骤③所得标准工作曲线的回归方程中，计算出试样(S1)中NH4+和NO2-的浓度；所述试样(S1)和标样(S2)的pH值均采用氢氧化钠或盐酸调节至6.9～7.1，空白试样(S0)为去离子水，所述推动液是由氯化钠、氯化钾和去离子水配制成的混合液，所述氧化液是由溴化钾、溴酸钾、盐酸、氢氧化钠和去离子水配制成的混合液，所述显色液是由磺胺、盐酸、盐酸萘乙二胺和去离子水配制成的混合液，所述低压阴离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新申，赵正喜，莫珊，高跃昕，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51