一种测定水体中氨氮的荧光分析方法

1.本发明属于水质指标检测技术领域，涉及一种荧光分析方法，具体涉及一种测定水体中氨氮的荧光分析方法。


背景技术：

2.水中的氮盐一方面易使水体富营养化，另一方面也影响参与氮循环的微生物，而水中的氮盐最终经反应均转化为氨氮，通过测定氨氮浓度可预测水环境的污染状况。现有水体中氨氮的测定方法有纳氏试剂分光光度法、蒸馏
‑ꢀ
中和滴定法、次氯酸钠水杨酸分光光度法、气相分子吸收光谱法、电极法等。然而，纳氏试剂有毒，蒸馏中和滴定法和次氯酸钠水杨酸分光光度法有复杂的前处理程序，气相分子吸收法仪器昂贵不易推广，电极的寿命较短且检测结果再现性差。因此亟需开发一套新颖的氨氮测定方法，具备试剂绿色环保且样品检测结果再现性好的优点。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种测定水体中氨氮的荧光分析方法，氧化剂的配制与保存更简单方便，检定过程不繁琐，更加环保安全。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种测定水体中氨氮的荧光分析方法，采用氧化剂溴酸钾将水体中的铵根离子氧化成亚硝酸根离子，采用水溶性的2-氨基-5,7-萘二磺酸作为荧光探针；该荧光探针可与亚硝酸根离子发生重氮反应，进而发生荧光猝灭现象；根据荧光猝灭程度可测定氨氮浓度。
5.作为优选，具体步骤如下：
6.步骤1，开展试样组实验；
7.室温下，取一组包含若干个10ml比色管，依次加入0-9ml体积的氯化铵工作溶液；其中加入0ml体积氯化铵溶液定义为空白样，其余氯化铵体积加入量不为0的样品定义为试样；
8.步骤2，在比色管中，按以下顺序依次加入试剂：首先加入一定量的溴酸钾溶液、若干hcl溶液，摇匀，然后放置于15-40℃水浴中反应10-50min；接下来，加入若干99.97％乙醇，摇匀，于15-40℃水浴放置2-10min；之后，加入若干溴化钾溶液、若干2-氨基-5,7-萘二磺酸溶液，采用去离子水定容至 10ml后于0℃冰水浴中放置20-70min；
9.步骤3，将比色管从0℃冰水浴中取出，在室温下放置3-20min以使比色管中溶液温度升温至20℃；
10.步骤4，取比色管中溶液至10mm四通光比色皿；在荧光分析仪上对溶液进行扫描，得到溶液在激发波长为200-400nm、发射波长300-600nm范围内的荧光强度曲线；记录空白样的荧光曲线峰值为f0，每个试样的荧光曲线峰值为f。
△fn
＝f
0-fn，式中
△
f即为荧光猝灭值，n为试样编号；
11.步骤5，以试样浓度cn为横坐标，
△fn
为纵坐标，绘制氨氮浓度与荧光猝灭值的标准
曲线；
12.步骤6，进行水样浓度的测定，在10ml比色管中加水样，再分别加入不同体积的nh4cl标准使用液进行加标回收实验，之后重复上述步骤2、3、4，得到
△
f；
13.步骤7，在氮浓度与荧光猝灭值的标准曲线上对
△
f进行回归，即可计算得到水样中氨氮浓度，计算水样所测氨氮浓度的相对平均偏差rsd及回收率。
14.作为优选，所述hcl溶液为1：10的hcl溶液。
15.作为优选，所述2-氨基-5,7-萘二磺酸溶液的浓度为10mg/l。
16.作为优选，所述激发波长具体为278nm。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的测定水体中氨氮的荧光分析方法采用溴酸钾作为氧化剂，该氧化剂可稳定保存，不需每天配制；相比于国标法中采用需每天现配现用的溴酸钾-次溴酸钾作为氧化剂，本方法中氧化剂的配制与保存更简单方便，程序不繁琐；
18.本方法为荧光分析方法，可测定的氨氮浓度下限更低，可用于痕量氨氮浓度的测定；
19.采用10ml比色管，相对于国标规定的50ml体系，对水样体积要求大大降低，能测定零点几毫升水样的氨氮浓度；
20.本方法避免了纳氏试剂等含汞剧毒药品的使用，更加环保安全。
附图说明
[0021][0022]
图1是本发明一种测定水体中氨氮的荧光分析方法发射波长与荧光强度曲线图；
[0023]
图2是本发明一种测定水体中氨氮的荧光分析方法氨氮浓度与荧光强度猝灭值标准曲线图。
具体实施方式
[0024]
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]
实施例一
[0026]
步骤1，开展试样组实验；具体方法为：室温下，在9个10ml比色管，编号为0-8，依次加入0ml、1ml、1.1ml、1.2ml、1.3ml、1.4ml、1.5 ml、1.6ml、1.7ml的2mg/l的nh4cl工作溶液。其中0号比色管中因加入 0ml的nh4cl工作溶液，故定义为空白样0；其余氯化铵体积加入量不为0的样品定义为试样1-8；
[0027]
步骤2，在0-8号比色管中，按以下顺序依次加入试剂：首先加入0.16ml 的0.15mmol/l溴酸钾溶液、0.24ml的1：10hcl溶液，摇匀，然后放置于 25℃水浴中反应30min；接下来，加入4ml的99.97％乙醇，摇匀，于25℃水浴放置5min；之后，加入0.12ml的4.2mol/l溴化钾溶液、1.2ml浓度为10mg/l的2-氨基-5,7-萘二磺酸溶液，采用去离子水定容至10ml后于0℃冰水浴中放置40min。
[0028]
步骤3，将比色管从0℃冰水浴中取出，在室温下放置3-20min以使比色管中溶液温度升温至20℃。
[0029]
步骤4，取比色管中溶液至10mm四通光比色皿。在荧光分析仪上对溶液进行扫描，得到溶液在激发波长为278nm、发射波长300-600nm范围内的荧光强度曲线，如图1所示。记录空白样的荧光曲线峰值为f0，每个试样的荧光曲线峰值为fn。
△fn
＝f
0-fn，
△
f即为荧光猝灭值，n为试样编号。
[0030]
步骤5，以试样浓度cn为横坐标，
△fn
为纵坐标，绘制氨氮浓度与荧光猝灭值的标准曲线，如图2所示。
[0031]
步骤6，根据建立的测定方法，在反应体系中加入1ml2mg/l的nh4cl 溶液作为模拟水样，即浓度为0.2mg/l，之后利用加标回收法，再分别加0.1 ml、0.2ml、0.6ml的2mg/lnh4cl标准使用液于10ml比色管中。重复上述步骤2、3、4，得到
△
f。
[0032]
步骤7，在氨氮浓度与荧光猝灭值的标准曲线上对
△
f进行回归，即可得到氨氮浓度测定值c
nh4+-n
，计算水样相对平均偏差rsd及回收率，结果如表1 所示。
[0033]
表1模拟水样的测定
[0034][0035]
由上表可知，回收率在96.3％～100.5％之间，说明结果准确可靠；rsd在 0.19％～2.77％之间，说明该方法所得数据稳定，具有较好的重现性。
[0036]
通过以上实施例，说明本发明可进行模拟水样氨氮浓度的测定，该方法可靠性高，数据稳定性好，偏差小。
[0037]
实施例二
[0038]
步骤1，开展试样组实验。具体方法为：室温下，在9个10ml比色管，编号为0-8，依次加入0ml、1ml、1.1ml、1.2ml、1.3ml、1.4ml、1.5 ml、1.6ml、1.7ml的2mg/l的nh4cl工作溶液。其,0号比色管中因加入0 ml的nh4cl工作溶液，故定义为空白样0。其余氯化铵体积加入量不为0的样品定义为试样1-8。
[0039]
步骤2，在0-8号比色管中，按以下顺序依次加入试剂：首先加入0.16ml 的0.15mmol/l溴酸钾溶液、0.24ml的1：10hcl溶液，摇匀，然后放置于 25℃水浴中反应30min；接下来，加入4ml的99.97％乙醇，摇匀，于25℃水浴放置5min；之后，加入0.12ml的4.2mol/l溴化钾溶液、1.2ml浓度为10mg/l的2-氨基-5,7-萘二磺酸溶液，采用去离子水定容至10ml后于 0℃冰水浴中放置40min。
[0040]
步骤3，将比色管从0℃冰水浴中取出，在室温下放置3-20min以使比色管中溶液温度升温至20℃。
[0041]
步骤4，取比色管中溶液至10mm四通光比色皿。在荧光分析仪上对溶液进行扫描，得到溶液在激发波长为278nm、发射波长300-600nm范围内的荧光强度曲线，如图1所示。记录空白样的荧光曲线峰值为f0，每个试样的荧光曲线峰值为fn。
△fn
＝f
0-fn，
△
f即为荧光猝灭值，n为试样编号。
[0042]
步骤5，以试样浓度cn为横坐标，
△fn
为纵坐标，绘制氨氮浓度与荧光猝灭值的标准曲线，如图2所示。
[0043]
步骤6，取常州工学院明湖的地表水样作为实际水样，进行水样浓度的测定。在10ml比色管中加地表水样0.4ml。之后利用加标回收法，再分别加1ml、1.2ml、1.4ml的2mg/lnh4cl标准使用液于10ml比色管中。重复上述步骤2、3、4，得到
△
f。
[0044]
步骤7，在氨氮浓度与荧光猝灭值的标准曲线上对
△
f进行回归，即可得到氨氮浓度测定值c
nh4+-n
，计算水样相对平均偏差rsd及回收率，结果如表1 所示。
[0045]
表2实际水样的测定
[0046][0047]
由上表可知，回收率在97.7％～100.7％之间，rsd在0.23％～1.30％之间。
[0048]
通过以上实施例，说明本发明能应用于实际水样，可用于痕量氨氮浓度的测定，能测定出比国标法中测定下限0.04mg/l更低的水样氨氮浓度，所需试样体积小，零点几毫升即可满足要求，且测定结果偏差小，准确可靠。
[0049]
尽管已经表示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。