CFA连续流动分析仪：水体总氮精准检测优选方案
总氮是衡量水体富营养化程度的关键指标之一，它涵盖了水中各类含氮化合物，包括有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的总和。氮作为水生生物生长所必需的基础营养元素，在自然水体中通常维持着动态平衡。然而，当农田径流、生活污水和工业废水等人为源大量输入氮素后，水体中的总氮含量急剧攀升，会直接刺激藻类和浮游植物异常增殖，成为引发湖泊“水华”与近海“赤潮”等富营养化灾害的推手。我国已将其纳入多项环保标准的核心控制项目，根据我国现行相关环保标准，总氮的浓度限值因水体功能与排放去向而异。对于地表水环境，依据《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002），Ⅰ至Ⅴ类水体的总氮限值分别为0.2、0.5、1.0、1.5和2.0 mg/L，作为评价湖泊水库营养化程度的重要参考指标；对于污水排放，执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）的一级A标准限值为15mg/L，一级B标准限值为20mg/L，同时部分地方标准或行业间接排放限值可能更为严格。准确测定水体中的总氮浓度，不仅是评价水质营养状态与生态环境健康程度的科学依据，更是预警藻类爆发风险、保障饮用水安全以及实施水污染治理工程的重要前提。
本文中使用威尼斯8040RKCF-200 全自动连续流动分析仪（CFA），依据国家标准《HJ 667-2013 水质 总氮的测定 连续流动-盐酸萘乙二胺分光光度法》，试剂在封闭的管道中流动，具有快速、安全、准确、一致性好、自动化等优点。
1.仪器和耗材
1.1仪器
威尼斯8040CFA全自动连续流动分析仪（总氮模块）
1.2耗材及器材
量筒
烧杯
移液枪
容量瓶
仪器管线
超声波清洗器
20mL注射器
0.45μm水相滤膜
1.3试剂
实验所用试剂和水，除特殊注明外，均指分析纯试剂和GB/T 6682中规定的三级水。所述溶液如未指明溶剂，均系水溶液。
聚氧乙烯月桂醚溶液(Brij-35溶液，ω=30%)：称取30 g聚氧乙烯月桂醚（C58H118O24；高纯级），溶于100 mL水中。
过硫酸钾溶液（ρ=49g/L）：称取49g过硫酸钾（K2S2O8）溶于800mL水中，稀释至1L。该溶液室温储存，可稳定1个月。
四硼酸钠缓冲溶液：配制浓度为c(NaOH)=5mol/L的氢氧化钠溶液：称取200g氢氧化钠（NaOH）溶于水中，稀释至1L。称取38g四硼酸钠（Na2B4O7·10H2O）溶于800mL水中，加入30mL氢氧化钠溶液，用水稀释至1L，混匀。该溶液室温储存，可稳定1个月。
氯化铵缓冲溶液（pH=8.2）：称取50g氯化铵（NH4Cl）溶于800mL水中，用氨水调节pH至8.2，用水稀释至1L，加入3mL Brij35溶液，混匀。该溶液在4℃下保存，每隔2～3d检查一次pH值。
显色试剂：量取150mL磷酸（H3PO4）溶于100mL水中，加入10g磺胺（C6H8N2O2S）和0.5g盐酸萘乙二胺（Cl2H16Cl2N2），用水稀释至1L，盛于棕色瓶中。该溶液在4℃下保存，可稳定1个月。但若发现溶液的颜色变成粉红色，应立即停用。
质控样1：批号为2032116 ；标准值为2.45mg/L（不确定度0.17mg/L，k=2）。
质控样2：批号为2032113；标准值为7.82mg/L（不确定度0.48mg/L，k=2）。
2.分析步骤
2.1标准曲线及检出限测定
a) 标准曲线测试
将总氮标准溶液稀释成10.00mg/L（以N计）的总氮母液，将母液倒入仪器自带的50mL玻璃管中，玻璃管放入仪器样品盘中。
建立序列，让仪器自动稀释一条标曲（稀释倍数为1代表原液不稀释），标曲点稀释倍数分别为10、8、5、4、2、1，浓度为1.00mg/L、1.25mg/L、2.00mg/L、2.50mg/L、5.00mg/L、10.00mg/L，再加超纯水为0mg/L，一共7个点。将仪器调至正常状态后运行序列，仪器自动稀释标曲测试结果如下表1、图1，谱图如下图2。
表1 总氮校准曲线上机测试数据
图1 总氮标准曲线
图2 总氮标准曲线谱图
b) 检出限测试
将仪器调到正常状态，使用浓度为0.10mg/L的总氮溶液进样，重复10次，测量标准偏差，3倍标准偏差即为检出限。检出限测试结果如下表2，检出限为0.0024mg/L，达到国标要求0.0073mg/L。
表2 总氮检出限测试结果
3.准确度及精密度实验
a）质控样测试
每个质控样测试6平行，按照证书上的使用方法对两个质控样进行稀释，稀释后的样液倒入玻璃管中，仪器调到正常状态进行测试。实验结果如下表3所示。所有测试数据均在质控要求范围内，准确度良好，RSD均在1%以内，精密度良好。
表3 总氮质控样准确度及精密度测试结果（n=6）
b）加标测试
选取两种实际水样（饮用水、废水）进行加标，饮用水加标两个浓度：0.500mg/L、1.00mg/L，废水加标两个浓度：2.00mg/L、4.00mg/L。水样平行测试3次，加标样也平行测试3次，最终加标回收率以平均值计算，测试结果如下表4所示。总氮加标回收率测试结果在90%～110%范围内，符合国标要求。
表4 总氮实际水样加标测试结果（n=3）
c）海水加标测试
选取2个海水样（海水1、海水2）进行加标，海水1加标两个浓度：0.500mg/L、1.00mg/L，海水2加标两个浓度：2.00mg/L、4.00mg/L，海水样平行测试3次，加标样也平行测试3次，最终加标回收率以平均值计算，测试结果如下表5所示。总氮加标回收率测试结果在90%～110%范围内，符合国标要求。
表5 总氮海水水样加标测试结果（n=3）
4.注意事项
4.1 试剂过硫酸钾的含氮量会影响分析结果，当试剂基线较水基线高 20%，校准曲线低浓度点（0.20mg/L）相对误差大于20%时，需对过硫酸钾进行提纯。
4.2 试剂和环境的温度会影响结果，冰箱贮存的试剂拿出后要放至室温后才能使用，分析过程中室温波动最好不要超过±5℃。为减小基线噪音，试剂应保持澄清，必要时试剂应过滤。
4.3 注意保护镉柱和滤光片。系统清洗完毕应及时切断镉柱，以免空气进入。
4.4 注意流路的清洁，每天分析完毕后所有流路需用水清洗30min。每周用清洗溶液（次氯酸钠溶液）清洗管路30min，再用水清洗30min。用清洗溶液清洗系统时，应先将镉柱流路切断（离线），再进行清洗。
4.5 应保持透析膜湿润，为防止透析膜破裂，可在清洗分析管路系统时，于每升清洗水中加 1滴 Brij35溶液。
