一种无氨海水的制备方法技术

本发明专利技术提供一种无氨海水的制备方法，以铵氮:邻苯二甲醛溶液:亚硫酸钠的摩尔浓度比为1:200:80的比例，在原海水中加入邻苯二甲醛溶液和亚硫酸钠溶液，放置16h后将溶液过HLB固相萃取柱，即得到“无氨海水”。本方法制备的“无氨海水”铵氮浓度比南海采集的表层海水低约50nmol/L。所制备的“无氨海水”去除了原海水中的铵氮，盐度的变化亦可忽略，pH仅略有升高。本发明专利技术方法简单、易于操作，可使用采集于近岸的原海水进行制备。“无氨海水”可现用现制，避免运输及保存过程带来的污染。

【技术实现步骤摘要】
一种无氨海水的制备方法
本专利技术涉及海洋
，具体涉及一种无氨海水的制备方法。
技术介绍
海水的盐度基底高，成份复杂。若以超纯水为基底配制工作曲线溶液分析海水中的痕量元素，通常会存在以下几个问题：(1)纯水与海水之间离子强度不同，导致化学反应速率不一致[1]。(2)使用分光光度法检测时，试样、试剂和载流的界面之间因盐度不同引起折射率差异，产生虚假检测信号，即Schlieren效应[2]，这种虚假信号会影响低浓度样品的准确定量。(3)纯水与海水之间的pH不同，因而方法灵敏度可能变化。因此，研究者通常会选择海水配制工作曲线溶液，在流动分析中也以海水作为载流，以减小分析误差。但是，若采用普通海水，过高的基底空白会使空白样的响应信号较高，影响方法灵敏度，并可能严重低估样品中目标物的实际浓度。故在分析痕量元素时，研究者需找到合适的已除去目标物的海水作为基底，或通过制备办法得到低目标物的海水(如低磷海水[3]、低铁海水[4]等)。目前多种痕量铵氮的分析方法中大多都是需要以“无氨海水”作为基底来配制工作曲线溶液。然而，目前并没有真正意义的“无氨海水”，只能以低氨海水代替。制备低氨海水有以下几种方法：(1)采集铵氮浓度低于0.8μg/L的海水，用0.45μm滤膜过滤后，每升海水中加入1mL三氯甲烷，混合均匀即可。该方法为我国《海洋监测规范》[5]中规定的“无氨海水”制备办法。(2)Li等[6]人取一定体积采集于大洋的低营养盐海水(LNSW，LowNutrientSeawater)，加入NaOH至海水中有沉淀生成，于60℃下加热一段时间后，密封并冷却至室温，经0.45μm滤膜过滤后获得低氨海水。(3)采集寡营养盐海域的LNSW并测定，如果LNSW中铵氮浓度低于所建立方法的检出限，则此海水即被用作低氨海水或“无氨海水”[7,8]。(4)使用人工海水[9]。人工海水配制方法[5]为：用超纯水将41.5gNaCl和15gMgSO4·7H2O溶解，并定容至1.5L。比较上述四种低氨海水的制备方法，第一种方法中加入三氯甲烷，可有效抑制微生物的生长[10]，但是并不能去除原海水中存在的铵氮，因此只能适用于高浓度铵氮的分析，不能用于痕量分析。第二种方法操作较为繁琐，制备过程容易引入污染；制备后的海水不仅盐度降低，pH也发生了变化。实验证明，该处理方法并不能有效去除海水中的铵氮。第三种方法的低氨海水是目前最常用也是最有效的方法，但是寡营养盐海域海水的采集耗费财力且较为困难；即便采集了大洋海水，运输过程及保存过程也容易受到污染，低氨海水在长时间放置中，容易受微生物活动影响，浓度发生变化。第四种方法使用的人工海水虽然配制简单，易于得到，但其pH与实际海水不同，可能导致方法灵敏度和化学反应程度的差异。而且，人工海水的空白较高，不适宜作为痕量铵氮分析中的基底。本专利技术提出一种可应用于海水中痕量铵氮分析的“无氨海水”制备方法，并对制备得到的“无氨海水”进行实验验证。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有方法工艺不能制备科学研究中所需求的“无氨海水”的不足，提供一种无氨海水的制备方法，包括如下步骤：步骤(1)：采集近岸的海水，并使用真空泵经0.45μm的混合纤维膜过滤后储存，测定过滤后海水中铵氮的浓度，将过滤后获得的海水定义为原海水。步骤(2)：分别配制250mL25mmol/L的邻苯二甲醛溶液(OPA)溶液和250mL10mmol/L的亚硫酸盐溶液，在步骤(1)中获取的已知铵氮浓度的原海水中按照铵氮∶邻苯二甲醛溶液∶亚硫酸钠之间摩尔浓度比为1∶200∶80加入邻苯二甲醛溶液(OPA)溶液和亚硫酸盐溶液，混合均匀后放置长于16h，使原海水中的铵氮与邻苯二甲醛溶液(OPA)、亚硫酸盐充分反应生成异吲哚衍生物。步骤(3)：制作带有试剂保护柱的试剂瓶：选取高密度聚乙烯广口瓶，在该高密度聚乙烯广口瓶的瓶盖上开两个孔，其中一个孔安装试剂保护柱，另一个孔安装聚四氟乙烯管并将该聚四氟乙烯管伸入试剂瓶底部，以方便瓶中原海水流出；所述试剂保护柱是由一次性注射器的内部填充酸化硅胶而成的，其中：酸化硅胶是由取200g硅胶在70℃烘干过夜，加入50mL6mol/L硫酸搅拌混匀后制得的；在试剂瓶和样品瓶上安装试剂保护柱，可以有效防止空气中的氨气及颗粒物对试剂和样品的污染。步骤(4)：改装HLB固相萃取柱：切割HLB固相萃取柱上端多余部分，将备好的聚丙烯材质接头与切割后HLB固相萃取柱紧密连接，在聚丙烯材质接头下端套上一段硅橡胶管以防止漏液，使得改装后HLB固相萃取柱上下两端均能够连接聚四氟乙烯管；本专利技术中优选：改装商品化固相萃取柱，目前商品固相萃取柱均为类似注射器的针筒式，为了能够使之应用于本研究，要对其稍加改造。步骤(5)：将步骤(2)中反应后的原海水装在步骤(3)中的带有试剂保护柱的试剂瓶中，将该试剂瓶的瓶盖上伸出的聚四氟乙烯管连接在蠕动泵的硅胶泵管上，该蠕动泵的硅胶泵管的另一端连接改装后HLB固相萃取柱，改装后HLB固相萃取柱下端出口处连接带有自制试剂保护柱的接收瓶。步骤(6)：在蠕动泵的作用下，试剂瓶中反应后的原海水经过聚四氟乙烯管被泵出，并流经步骤(4)中所述的改装后HLB固相萃取柱，由于固相萃取柱以亲脂的二乙烯基苯和亲水的N-乙烯基吡咯烷酮共聚物为主要骨架，其主要特点包括(1)水浸润型，亲脂和亲水平衡；(2)不怕干涸，抽干柱内溶液对回收率没有影响；(3)通过调节pH和有机溶剂含量等途径，可优化提取方法；(4)各批次之间的重复性良好；(5)具有极强的通用性。)，鉴于以上HLB固相萃取柱子的特性，原海水中的铵氮与OPA、亚硫酸盐充分反应生成的异吲哚衍生物被HLB固相萃取柱吸附并截留在柱子中，过柱处理后的海水中已不含有铵氮，所得海水即为制备的无氨海水。步骤(7)：无氨海水的检测：使用流动注射-液芯波导长光程-靛酚蓝分光光度法[11]，对步骤(6)中所获得的无氨海水进行检测，测定其中铵氮浓度以确认是否达到无氨海水要求。该方法为流动注射法，方法中未进样时，载流与试剂混合并经过检测器作为基线空白，进样时，样品在载流的推动下与试剂混合，经过检测器出现信号峰。所以载流最好能够选择无氨海水，本研究中选用采集于典型寡营养盐海域——中国南海时间序列站(SEATS，SouthEastAisaTime-Series，18°N，116°E)的表层海水作为载流。作为优选：步骤(6)中过柱处理是指：在原海水中的铵氮与邻苯二甲醛溶液(OPA)、亚硫酸盐充分反应并生成异吲哚衍生物后，将反应后的原海水装在带有自制试剂保护柱的试剂瓶中，瓶盖上伸出的聚四氟乙烯管连接在蠕动泵的硅胶泵管上，蠕动泵硅胶泵管的另一端连接改装后HLB固相萃取柱，该改装后HLB固相萃取柱下端出口处连接荧光检测器。在蠕动泵的作用下，试剂瓶中反应后的原海水经过聚四氟乙烯管被泵出，并流经改装后HLB固相萃取柱，原海水中的铵氮与OPA、亚硫酸盐充分反应生成的异吲哚衍生物被改装后HLB固相萃取柱吸附并截留在柱子中，时间为120s，流出的液体进入荧光检测器，在激发波长365nm，发射波长425nm的条件下记录其荧光信号值。作为优选：步骤(6)还包括洗脱处理，该洗脱处理是指将过柱处理中铵氮与OPA、亚硫酸盐充分反应生成的异吲哚衍生物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无氨海水的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)：采集近岸的海水，并使用真空泵经0.45μm的混合纤维膜过滤后储存，测定过滤后海水中铵氮的浓度，将过滤后获得的海水定义为原海水；步骤(2)：分别配制250mL 25mmol/L的邻苯二甲醛溶液溶液和250mL 10mmol/L的亚硫酸盐溶液，在步骤(1)中获取的已知铵氮浓度的原海水中按照铵氮∶邻苯二甲醛溶液∶亚硫酸钠之间摩尔浓度比为1∶200∶80加入邻苯二甲醛溶液溶液和亚硫酸盐溶液，混合均匀后放置长于16h，使原海水中的铵氮与邻苯二甲醛溶液、亚硫酸盐溶液充分反应生成异吲哚衍生物；步骤(3)：制作带有试剂保护柱的试剂瓶：选取高密度聚乙烯广口瓶，在该高密度聚乙烯广口瓶的瓶盖上开设两个孔，其中一个孔安装试剂保护柱，另一个孔安装聚四氟乙烯管并将该聚四氟乙烯管伸入试剂瓶底部，以方便瓶中原海水流出；所述试剂保护柱是由一次性注射器的内部填充酸化硅胶而成的，其中：酸化硅胶是由取200g硅胶在70℃烘干过夜，加入50mL 6mol/L硫酸搅拌混匀后制得的；步骤(4)：改装HLB固相萃取柱：切割HLB固相萃取柱上端多余部分，将备好的聚丙烯材质接头与切割后HLB固相萃取柱紧密连接，在聚丙烯材质接头下端套上一段硅橡胶管以防止漏液，使得改装后HLB固相萃取柱上下两端均能够连接聚四氟乙烯管；步骤(5)：将步骤(2)中反应后的原海水装在步骤(3)中的带有试剂保护柱的试剂瓶中，将该试剂瓶的瓶盖上伸出的聚四氟乙烯管连接在蠕动泵的硅胶泵管上，该蠕动泵的硅胶泵管的另一端连接改装后HLB固相萃取柱，改装后HLB固相萃取柱下端出口处连接带有试剂保护柱的接收瓶；步骤(6)：在蠕动泵的作用下，试剂瓶中反应后的原海水经过聚四氟乙烯管被泵出，并流经步骤(4)中所述的改装后HLB固相萃取柱，原海水中的铵氮与邻苯二甲醛溶液、亚硫酸盐溶液充分反应生成的异吲哚衍生物被HLB固相萃取柱吸附并截留在柱子中，过柱处理后的海水中已不含有铵氮，所得海水即为制备的无氨海水；步骤(7)：无氨海水的检测：使用流动注射‑液芯波导长光程‑靛酚蓝分光光度法对步骤(6)中所获得的无氨海水进行检测，测定其中铵氮浓度以确认是否达到无氨海水要求。...

【技术特征摘要】
1.一种无氨海水的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)：采集近岸的海水，并使用真空泵经0.45μm的混合纤维膜过滤后储存，测定过滤后海水中铵氮的浓度，将过滤后获得的海水定义为原海水；步骤(2)：分别配制250mL25mmol/L的邻苯二甲醛溶液溶液和250mL10mmol/L的亚硫酸盐溶液，在步骤(1)中获取的已知铵氮浓度的原海水中按照铵氮∶邻苯二甲醛溶液∶亚硫酸钠之间摩尔浓度比为1∶200∶80加入邻苯二甲醛溶液溶液和亚硫酸盐溶液，混合均匀后放置长于16h，使原海水中的铵氮与邻苯二甲醛溶液、亚硫酸盐溶液充分反应生成异吲哚衍生物；步骤(3)：制作带有试剂保护柱的试剂瓶：选取高密度聚乙烯广口瓶，在该高密度聚乙烯广口瓶的瓶盖上开设两个孔，其中一个孔安装试剂保护柱，另一个孔安装聚四氟乙烯管并将该聚四氟乙烯管伸入试剂瓶底部，以方便瓶中原海水流出；所述试剂保护柱是由一次性注射器的内部填充酸化硅胶而成的，其中：酸化硅胶是由取200g硅胶在70℃烘干过夜，加入50mL6mol/L硫酸搅拌混匀后制得的；步骤(4)：改装HLB固相萃取柱：切割HLB固相萃取柱上端多余部分，将备好的聚丙烯材质接头与切割后HLB固相萃取柱紧密连接，在聚丙烯材质接头下端套上一段硅橡胶管以防止漏液，使得改装后HLB固相萃取柱上下两端均能够连接聚四氟乙烯管；步骤(5)：将步骤(2)中反应后的原海水装在步骤(3)中的带有试剂保护柱的试剂瓶中，将该试剂瓶的瓶盖上伸出的聚四氟乙烯管连接在蠕动泵的硅胶泵管上，该蠕动泵的硅胶泵管的另一端连接改装后HLB固相萃取柱，改装后HLB固相萃取柱下端出口处连接带有试剂保护柱的接收瓶；步骤(6)：在蠕动泵的作用下，试剂瓶中反应后的原海水经过聚四氟乙烯管被泵出，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱勇，陈建芳，袁东星，施晓来，
申请(专利权)人：国家海洋局第二海洋研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33