一种污水中总氮检测的高效液相色谱方法

本发明属于水质检测，具体为一种污水中总氮检测的高效液相色谱方法。

背景技术：

1、总氮(tn)是衡量水质的重要指标，是污水检测的必检指标，城市污水处理厂的出水总氮需达标才可排放。各省市及国家的环境监测部门采用国家标准方法，消耗了大量的人力、物力。目前的报道中，未见使用高效液相色谱法测定污水中总氮。本发明可以实现大批量样品检测时的测试成本和时间的降低，药品消耗量和环境污染的降低，具有巨大的经济效益和环境效益。

2、总氮(tn)的测定方法通常采取以过硫酸钾氧化，使无机氮和有机氮化合转变为硝酸盐后，再以紫外法、偶氮比色法、离子色谱法、气相分子吸收法等以硝酸盐氮表示总氮。

3、以上检测技术目前存在三个问题：样品量较大，使用化学试剂种类多、用量大，自动化程度低或操作繁琐。采用高效液相色谱法进行污水中硝酸盐检测的方法具有自动化程度高，步骤简单，节省时间和人力，对环境污染可大大降低等特点。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种污水中总氮检测的高效液相色谱方法，解决了样品量较大，使用化学试剂种类多、用量大，自动化程度低或操作繁琐。采用高效液相色谱法进行污水中硝酸盐检测的方法具有自动化程度高，步骤简单，节省时间和人力，对环境污染可大大降低等特点的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种污水中总氮检测的高效液相色谱方法，包括以下步骤：

5、s1、水样的溶解，取均匀水样品于hach密封消解管中，加入过硫酸钾溶液和氢氧化钠溶液，拧紧消解管的盖子，将消解管放人hach消解器中进行消解，取出放至室温，经过滤后待分析用。

6、s2、实验仪器的调试，检测波长、流动相比例缓冲盐、乙腈、柱温、流速、进样体积、样品等仪器指数进行调试，在测前必须进行消解。

7、s3、制定参考标准曲线，准确称取定量烘干的硝酸钾，溶于无氨水中，定容，用k2hpo4水溶液溶于容量瓶中定容，得到以氮计的总氮标准溶液浓度备用，分别准确取此标准溶液一定量放入容量瓶中，用无氨水定容至刻度，摇匀得总氮标准溶液系列，按上述消解方法和色谱条件测定。

8、s4、优化检测波长、流动相比例、流动相流速和进样体积选择，按总氮标准溶液的dad谱图确定最佳检测波长，依次配比缓冲盐和乙腈不同比例的流动相，分析总氮标准溶液，并在不同流速下的流动相内分析总氮标准溶液；

9、s5、标准溶液消解与未消解的比较，取不同的总氮标液浓度分别进行消解与不消解，对两者的状态进行比较。

10、s6、水样消解后ph的选择，取不同浓度的总氮标液进行消解，消解之后放到室温用缓冲盐即磷酸二氢钾调节ph，进行hplc-dad测定。

11、s7、水样测试，污水样品消解后，经高效液相色谱测定。

12、s8、精密度的测定，精密度是指在规定的测试条件下，同一个均匀样品，经多次取样测定所得结果之间的接近程度。

13、s9、回收率的测定，2份污水样品分别加不同量的标液，测得tn回收率。

14、作为本发明的进一步方案：所述s1步骤中的均匀水样品量为0.3ml，4.0％(m·v-1)的过硫酸钾溶液的浓度和取量分别为4.0％(m·v-1)和2.0ml，氢氧化钠溶液的浓度和用量分别为4.8％(m·v-1)和0.50ml。

15、作为本发明的进一步方案：所述s2步骤中的仪器中的指数调试分别为检测波长208nm；流动相比例缓冲盐(17.5mmol·l-1kh2p04-0.2mol·l-1h3po4)：乙腈＝92:8；柱温30℃；流速0.80ml·min-1；进样体积10.0μl；样品ph＝7，测前消解的具体步骤为消解时间为40min，二次水为3天以内，碱性过硫酸钾为2天以内，低温保存在2～5℃，且避光。

16、作为本发明的进一步方案：所述s3步骤中的硝酸钾为721.8m g于105～110℃工艺烘干的硝酸钾，k2hpo4水溶液的浓度为0.1％，消解方法和色谱条件测定的tn的回归方程为：

17、area＝240.98×amt+311.38。

18、作为本发明的进一步方案：所述s4步骤中最佳检测波长按总氮标准溶液的dad谱图可测定为208nm，即离子在208nm时出现最大吸收波长。

19、作为本发明的进一步方案：所述s4步骤中缓冲盐和乙腈比例为90:10、91:9、92:8、93:7、94:6、95:5，分析总氮标准溶液，根据下列公式计算柱效(n)：

20、n＝16tr2/w2；

21、其中n为柱效，t为保留时间(单位min)，w为峰宽(单位min)。

22、作为本发明的进一步方案：所述s4步骤中选择的流速分别为流动相的流速依次为0.78、0.80、0.82、0.84ml·min-1，测试报告列出对称性(d)，按下列公式计算最近干扰色谱峰的分离度(r)：

23、r＝△t/w；

24、其中△t为时间差，w为平均峰宽。

25、作为本发明的进一步方案：所述s4步骤中进样量选择依次为2.0、5.0、10.0、15.0、20.0μl，依次计算出柱效(n)、对称性(d)和分离度(r)。

26、作为本发明的进一步方案：所述s5步骤中的总氮标液浓度依次为1.0、5.0、10.0mg·l-1，缓冲盐即磷酸二氢钾调节ph分别为6.99、6.08、4.95、4.06、3.32。

27、作为本发明的进一步方案：所述s8步骤中取样测定所得结果之间的接近程度，一般用相对标准偏差sr表示，公式如下：

28、

29、

30、

31、其中xi为单次的测量值；n为测量次数；为多次测量的平均值；s为标准偏差；sr为相对标准偏差。

32、(三)有益效果

33、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

34、1、该污水中总氮检测的高效液相色谱方法，在120℃密封条件下，用过硫酸钾对水样进行消解处理，使水样中含氮化合物的氮元素转化为硝酸盐，然后采用高效液相色谱法进行分离检测，该方法操作简捷、检测限低、线性范围宽、结果准确，污水中总氮(tn)的检测关键技术有二：一是污水成分复杂，将有机和无机的含氮物质经过消解均转化为硝酸盐的形式，再以硝酸盐作为总氮的定量依据；二是将水样在高效液相色谱分析中先分离硝酸盐再定量，保证排除干扰因素，提高检测精密度，拟保护水样的消解条件和检测的高效液相色谱条件，本发明的消解条件，保证水样中的氮均转化为硝酸盐的形式，以硝酸盐作为总氮的定量依据；采用高效液相色谱法，排除了杂质对定量的干扰。

技术特征：

1.一种污水中总氮检测的高效液相色谱方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种污水中总氮检测的高效液相色谱方法，其特征在于：所述s1步骤中的均匀水样品量为0.3ml，4.0％(m·v-1)的过硫酸钾溶液的浓度和取量分别为4.0％(m·v-1)和2.0ml，氢氧化钠溶液的浓度和用量分别为4.8％(m·v-1)和0.50ml。

3.根据权利要求1所述的一种污水中总氮检测的高效液相色谱方法，其特征在于：所述s2步骤中的仪器中的指数调试分别为检测波长208nm；流动相比例缓冲盐(17.5mmol·l-1kh2p04-0.2mol·l-1h3po4)：乙腈＝92:8；柱温30℃；流速0.80ml·min-1；进样体积10.0μl；样品ph＝7，测前消解的具体步骤为消解时间为40min，二次水为3天以内，碱性过硫酸钾为2天以内，低温保存在2～5℃，且避光。

4.根据权利要求1所述的一种污水中总氮检测的高效液相色谱方法，其特征在于：所述s3步骤中的硝酸钾为721.8m g于105～110℃工艺烘干的硝酸钾，k2hpo4水溶液的浓度为0.1％，消解方法和色谱条件测定的tn的回归方程为：

5.根据权利要求1所述的一种污水中总氮检测的高效液相色谱方法，其特征在于：所述s4步骤中最佳检测波长按总氮标准溶液的dad谱图可测定为208nm，即离子在208nm时出现最大吸收波长。

6.根据权利要求1所述的一种污水中总氮检测的高效液相色谱方法，其特征在于：所述s4步骤中缓冲盐和乙腈比例为90:10、91:9、92:8、93:7、94:6、95:5，分析总氮标准溶液，根据下列公式计算柱效(n)：

7.根据权利要求6所述的一种污水中总氮检测的高效液相色谱方法，其特征在于：所述s4步骤中选择的流速分别为流动相的流速依次为0.78、0.80、0.82、0.84ml·min-1，测试报告列出对称性(d)，按下列公式计算最近干扰色谱峰的分离度(r)：

8.根据权利要求7所述的一种污水中总氮检测的高效液相色谱方法，其特征在于：所述s4步骤中进样量选择依次为2.0、5.0、10.0、15.0、20.0μl，依次计算出柱效(n)、对称性(d)和分离度(r)。

9.根据权利要求1所述的一种污水中总氮检测的高效液相色谱方法，其特征在于：所述s5步骤中的总氮标液浓度依次为1.0、5.0、10.0mg·l-1，缓冲盐即磷酸二氢钾调节ph分别为6.99、6.08、4.95、4.06、3.32。

10.根据权利要求1所述的一种污水中总氮检测的高效液相色谱方法，其特征在于：所述s8步骤中取样测定所得结果之间的接近程度，一般用相对标准偏差sr表示，公式如下：

技术总结本发明公开了一种污水中总氮检测的高效液相色谱方法，属于水质检测技术领域，其包括以下步骤：S1、水样的溶解，取均匀水样品于HACH密封消解管中，加入过硫酸钾溶液和氢氧化钠溶液。该污水中总氮检测的高效液相色谱方法，在120℃密封条件下，用过硫酸钾对水样进行消解处理，使水样中含氮化合物的氮元素转化为硝酸盐，然后采用高效液相色谱法进行分离检测，该方法操作简捷、检测限低、线性范围宽、结果准确，污水中总氮(TN)的检测关键技术有二：一是污水成分复杂，将有机和无机的含氮物质经过消解均转化为硝酸盐的形式，再以硝酸盐作为总氮的定量依据；二是将水样在高效液相色谱分析中先分离硝酸盐再定量，保证排除干扰因素，提高检测精密度。技术研发人员：田曦,纪晓娜,边德军,刘红波,任志敏,艾胜书,常亚青,张培旭受保护的技术使用者：长春工程学院技术研发日：技术公布日：2024/11/14