海水硝酸盐/亚硝酸盐在线分析方法与流程

本发明涉及海水水质检测领域，尤其涉及一种海水硝酸盐/亚硝酸盐浓度测试方法及装置。

背景技术：

硝酸盐广泛存在于海洋水体中，是海洋生态环境监测的重要参数之一。海水中的硝酸盐、亚硝酸盐测定主要是根据海洋监测规范(gb17378-2007)，依靠船舶外出定点采样、带回陆上实验室进行分析测定的离线监测。该方法存在实时性差、待测样品溶液易受污染、浪费人力物力等缺点。近年来，在线测定的装置已经成为海洋领域的研究热点之一。根据海洋监测规范(gb17378-2007)，硝酸盐需要还原成亚硝酸盐后再进行测定。现有的硝酸盐含量在线检测装置，常用的方法是镉柱还原法和紫外还原法。

镉柱还原法即在ph＝8的条件下，硝酸盐被镀铜镉粒还原成亚硝酸盐后再进行测定。该方法虽然还原效率较高，但随着使用次数的增加，会出现还原效率下降的问题，需要重新活化镉粒，重新填充装柱，操作比较耗时，并且镉作为一种重金属，产生的废液易造成二次污染。

紫外还原法使用紫外灯还原硝酸盐，随着紫外灯使用次数的增加，光强会有一定程度的衰减，造成测试的重复性差。

硝酸盐的在线检测主要是依靠流动注射技术，即时测定显色生成物的吸光度。但是，此时的检测点不一定是反应完成度最高的点，存在平行性差、稳定性差、反应不完全等问题。而且，在反应流路中，很容易产生气泡，在很大程度上会影响检测结果的准确性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于检测海水中的硝酸盐/亚硝酸盐含量的方法和装置，以简化实验室人工操作流程，提高检测结果的稳定性和准确度。

海水硝酸盐/亚硝酸盐在线分析方法，依次包括润洗步骤、初始光线强度记录步骤、取样步骤、样品投射光线采集步骤、计算步骤；

所述润洗步骤为：抽取润洗液润洗管路的步骤；

所述初始光线强度记录步骤为：接收光源通过储存罐的透射出来的光线，由信号处理系统接收到稳定的信号后，记录当前采集到的光线强度，记录入射光强的步骤；

所述取样步骤为：排出储存罐中的润洗液后，抽取定量的样品到储存罐后，抽取定量的显色剂至储存罐，鼓入一定量的空气，混合均匀；

所述样品投射光线采集步骤为：样品静置显色预定时间后，开启光源，采集透射光线强度；

所述计算步骤为：根据预先测定的亚硝酸亚浓度-吸光度关系曲线，计算样品中的亚硝酸盐含量。

进一步，所述储存罐为石英玻璃管，所述润洗液为蒸馏水，所述静置显色预定时间为10分钟。

进一步，还依次包括还原步骤、加热降温步骤、再次采集透射光线强度步骤和再次计算步骤：

所述还原步骤：抽取一定量的还原剂到储存罐，鼓入一定量的空气，混合均匀；

加热降温步骤：加热储存罐内的液体温度至60℃并保持预定时间，开启风冷装置，将储存罐内的液体温度降至室温；

再次采集透射光线强度步骤：开启光源，采集透射光强度；

再次计算步骤：关闭光源，计算吸光度值，根据预先测定的硝酸盐浓度-吸光度关系曲线，计算样品中的总的亚硝酸盐含量，扣除计算步骤中已经测定的亚硝酸盐的含量，计算出样品中的硝酸盐含量。

进一步，所述加热储存罐内的液体温度至60℃并保持预定时间为10分钟。

本发明还提供一种海水亚硝酸盐/硝酸盐检测装置，包括有进样通道和排样通道的注射泵，所述排样通道与中心通道相连接，所述中心通道还连接有多个通道，其中一个通道与连接有测试装置的反应显色装置相连接，所述反应显色装置包括与风冷装置相连接的缠绕加热丝的石英玻璃罐，所述石英玻璃罐还连接有气泵，所述测试装置包括光源和光接收器，所述光源正对石英玻璃罐的光入射口，所述光接收器正对石英玻璃罐光出射口，所述光接收器与信号处理系统相连接。

进一步，所述测试装置的上端和下端分别与所述气泵相连接。

进一步，所述测试装置的下端连接有排液三通阀，其常闭通道连接排废液管，常开通道通过单向阀与所述气泵相连接。

进一步，所述测试装置的上端连接有排气三通阀，所述排气三通阀的常闭通道连接气泵、常开通道连接排气管。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明的检测装置利用注射泵进样，相比于蠕动泵，进样精度更高。

本发明的检测装置利用注射泵进样和多通道切换阀选择性进样、显色、还原、比色和排废，缩短了检测装置的流路，集成度高，体积小，适合在线分析。

本发明的检测装置采用了一种经试验验证过的液体高效还原剂，还原效率高，测试数据重复性好。

本发明的检测装置采用了一种液体高效还原剂，避免了传统的镉柱的填充、活化的繁琐工作，只需要注射泵抽取固定的体积，在相应的反应条件下完成还原工作，操作方便快捷，测试数据稳定可靠。

本发明的检测装置采用从下往上鼓气混合石英玻璃罐内的液体，使液体混匀的过程中产生的气泡全部集中在检测点的上方，对检测结果不形成干扰，检测结果稳定，平行性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明海水亚硝酸盐/硝酸盐检测装置的结构示意图；

图2是本发明亚硝酸盐吸光度-浓度工作曲线测试流程图；

图3是本发明硝酸盐吸光度-浓度工作曲线测试流程图；

图4是本发明海水样品中的亚硝酸盐和硝酸盐含量测试流程图；

图中，注射泵1，纯水电磁阀2，储液环3，多通道切换阀4，，气泵8，上盖51，缠绕加热丝的石英玻璃罐52，下盖53，风冷装置54，光源61，光接收器62，排气三通阀71，排液三通阀72，单向阀73。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术实施例和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术实施例，显然，所描述的实施例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作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。

利用不同浓度的亚硝酸盐标准溶液绘制出亚硝酸盐吸光度-浓度关系曲线，如图1-4所示，包括以下步骤:

开启纯水电磁阀、光源和注射泵，抽取蒸馏水润洗管路；

通过光电二极管接收通过石英玻璃罐的投射出来的光线，待信号处理系统接收到稳定的信号后，记录当前采集到的光线强度，记为入射光强i0，关闭纯水电磁阀和光源；

开启排液三通阀，排出石英玻璃罐中的润洗液；

开启注射泵，抽取已知浓度的亚硝酸盐标准溶液到石英玻璃罐；

抽取1ml的显色剂到石英玻璃罐，鼓入一定量的空气，混合均匀；

静置显色10min；

开启光源，采集透射光强度i1；

开启排液三通阀，排出石英玻璃罐中的润洗液，关闭光源，计算吸光度值；

选择一系列不同浓度的亚硝酸盐标准溶液，重复执行上述步骤；

根据一系列亚硝酸盐浓度和吸光度的对应关系，绘制亚硝酸盐吸光度-浓度关系曲线。

利用不同浓度的硝酸盐标准溶液绘制出硝酸盐吸光度-浓度关系曲线，如图3所示，包括以下步骤：

开启纯水电磁阀、光源和注射泵，抽取蒸馏水润洗管路；

通过光电二极管接收通过石英玻璃罐的投射出来的光线，待信号处理系统接收到稳定的信号后，记录当前采集到的光线强度，记为入射光强i2，关闭纯水电磁阀和光源；

开启排液三通阀，排出石英玻璃罐中的润洗液；

开启注射泵，抽取已知浓度的硝酸盐标准溶液到石英玻璃罐；

抽取1ml的显色剂到石英玻璃罐，鼓入一定量的空气，混合均匀；

静置显色10min；

抽取2ml的还原剂到石英玻璃罐；

鼓入一定量的空气，混合均匀；

加热至石英玻璃罐内的液体温度至60℃，保持10min；

开启风冷装置，将石英玻璃罐内的液体温度降至室温；

开启光源，采集透射光强度i3；

开启排液三通阀，排出石英玻璃罐中的润洗液，关闭光源，计算吸光度值；

选择一系列不同浓度的硝酸盐标准溶液，重复执行上述步骤；

根据一系列硝酸盐浓度和吸光度的对应关系，绘制硝酸盐吸光度-浓度关系曲线。

海水样品中的亚硝酸盐和硝酸盐含量测试流程如图4所示，包括以下步骤：

开启纯水电磁阀、光源和注射泵，抽取蒸馏水润洗管路；

通过光电二极管接收通过石英玻璃罐的投射出来的光线，待信号处理系统接收到稳定的信号后，记录当前采集到的光线强度，记为入射光强i4，关闭纯水电磁阀和光源；

开启排液三通阀，排出石英玻璃罐中的润洗液；

开启注射泵，抽取10ml的海水样品到石英玻璃罐；

抽取0.4ml的显色剂到石英玻璃罐，鼓入一定量的空气，混合均匀；

静置显色10min；

开启光源，采集透射光强度i5；

根据亚硝酸盐浓度-吸光度关系曲线，计算样品中的亚硝酸盐含量c（no2-n）；

抽取0.8ml的还原剂到石英玻璃罐；

鼓入一定量的空气，混合均匀；

加热至石英玻璃罐内的液体温度至60℃，保持10min；

开启风冷装置，将石英玻璃罐内的液体温度降至室温；

开启光源，采集透射光强度i6；

开启排液三通阀，排出石英玻璃罐中的润洗液，关闭光源，计算吸光度值；

根据硝酸盐浓度-吸光度关系曲线，计算样品中的总的亚硝酸盐含量c总；

扣除样品中原有亚硝酸盐的含量，计算出样品中的硝酸盐含量；

c（no3-n）=c总-c（no2-n）。

使用以上方法的海水亚硝酸盐/硝酸盐检测装置，包括有进样通道和排样通道的注射泵，所述排样通道与中心通道相连接，所述中心通道通过多通道切换阀还连接有多个通道，其中一个通道与连接有测试装置的反应显色装置相连接，所述反应显色装置包括与风冷装置相连接的缠绕加热丝的石英玻璃罐，带有上盖和下盖，所述石英玻璃罐还连接有气泵，所述测试装置包括光源和光接收器，所述光源正对石英玻璃罐的光入射口，所述光接收器正对石英玻璃罐光出射口，所述光接收器与信号处理系统相连接。

所述测试装置的上端和下端分别与所述气泵相连接。所述测试装置的下端连接有排液三通阀，其常闭通道连接排废液管，常开通道通过单向阀与所述气泵相连接。所述测试装置的上端连接有排气三通阀，所述排气三通阀的常闭通道连接气泵、常开通道连接排气管。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。