摘要:通过流动注射分析法检测水质中总磷，可以实现自动取样、自动稀释标准溶液、在线消解，全程自动一体化操作，避免了繁琐的试验步骤，适用于总磷批量检测。本文结合实际检测经验，阐述了流动注射分析仪QC8500的工作原理、主要部件、总磷的检测流程，并对一些常见的异常现象、日常维护及注意事项进行了总结和分析。
关键词:流动注射系统;总磷;样品分析
0引言
日前，我国的水体富营养化严重，主要是因为氮、磷等营养物质过度排放，其中又以磷为关键因素，这不仅破坏了水生态系统的平衡，也影响到人们的生活质量水平。加强水质检测，了解水体总体状态是采取有效措施的关键。近年来，流动注射分析(FlowInjectionAnalysis，FIA)以其检测准确性高、操作简便、全程全自动一体化，可实现批量检测等优势，已经应用到水质中总磷的检测。流动注射分析法检测水质中总磷，可以实现自动取样、自动稀释标准溶液、在线消解，避免了繁琐的实验步骤，适用于总磷批量检测。本文重点介绍流动注射分析仪QC8500，并结合实际检测经验，对流动注射分析仪检测水质中总磷的要点进行了总结和分析。
1流动注射工作原理
流动注射分析技术是在“连续流动分析技术”(continousflowanalysis，CFA)的基础上发展起来的，其原理是在一个密闭的管路里，载液带动一定体积的试样，通过泵的传送，试样和各种试剂进入化学反应模块，在混合圈中按照一定的顺序和比例混合、反应，最后流入检测出池进行光度检测。其中试剂需要提前制备好，一般指的是还原剂、消解剂、显色剂，缓冲液;载液一般为酸性、碱性、中性溶液。
流动注射系统QC8500主要包括主机软件部分、ASX260自动进样器、PDS200自动稀释器、蠕动泵、预处理盒、六通阀和样品环、化学分析单元、光度检测室和滤光片。预处理盒包括加热池和紫外消解装置。载液、样品、显色剂及其他试剂由蠕动泵引入，通过六通阀进入反应圈反应后流入检测器。其中自动进样器为XYZ三维进样器，可在线定位样品所在位置自动取样检测。PDS200自动稀释器自动制备标准溶液，指定稀释倍数稀释样品并进行分析，稀释倍数可达1.6～4000倍，绘制的标准曲线可实现在线选取优化，线性相关性Ｒ值可达到9999%，精度完全满足了试验条件要求。
一个系统单元最多可连接5个样品分析单元，并可进行5个简单分析方法的同时分析。用户可根据自己的需要选用不同的在线前处理模块测定总磷、总氮、挥发物、氰化物、阴离子表面活性剂等。流动注射分析仪QC8500可以实现在线消解(TN，TP，T-CN)、在线蒸馏(HCN，H2S，Phenol)、在线萃取、在线分离技术(Gas/liquid，liquid/liquid)。总磷的前处理方式采用在线消解前处理装置，总氮的前处理方式采用在线消解和在线镉柱还原模块，挥发物和氰化物配用在线蒸馏模块，阴离子表面活性剂需要使用在线萃取的前处理方式。通过在线预处理样品，极大的减少了繁琐的试验操作，提高了检测的效率。
2总磷化学反应原理
如图1所示，总磷的测定化学反应原理为:在酸性条件下，试样中各种形态的磷经125℃高温高压水解，再与过硫酸钾溶液混合进行紫外消解，全部被氧化成正磷酸盐，在锑盐的催化下正磷酸盐与钼酸铵反应生成磷钼酸杂多酸。该化合物被抗坏血酸还原生成蓝色络合物，于波长880nm处测量吸光度。总磷包括溶解的、颗粒的、有机的和无机磷，经过高温高压水解和紫外消解过程，全部转换为正磷酸盐。其中的酸性条件指的是硫酸载液，过硫酸钾溶液为消解液，钼酸盐为显色剂，抗败血酸为显色剂。
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图1总磷工作流程
2.1试验制备
各种试剂、载液等应一次性准备充足，满足全部过程所需。避免在分析过程中出现短缺，因为补充、添加而影响到正常分析过程，或者造成运行过程前后出现波动，影响分析数据。过硫酸钾消解溶液:将26g过硫酸钾加至800mL水中，溶解后用水稀释至1000mL并混匀。该溶液室温避光保存，可稳定1个月。
钼酸铵储备液:称取40.0g钼酸铵溶于800mL水中，溶解后用水稀释至1000mL并混匀，贮存于聚乙烯瓶中。该溶液在4℃下保存，可稳定2个月。
酒石酸锑钾贮备液:称取3.0g酒石酸锑钾溶于800mL水中，溶解后用水稀释至1000mL并混匀，贮存于深色聚乙烯瓶中。该溶液在4℃下保存，可稳定2个月。
显色剂:将上述213mL钼酸铵储备液和72mL酒石酸锑钾储备液加入约500mL水中，再加入22.8g氢氧化钠，溶解后用水稀释至1000mL并混匀。该溶液在4℃下保存，可稳定1个月。
还原剂:称取70.0g抗坏血酸溶于800mL水中，溶解后用水稀释至1000mL并混匀。该溶液在4℃下保存，可稳定2周。
硫酸载液:将40mL浓硫酸慢慢加入到800mL水中。冷却后，加入5g氯化钠，用水稀释至1000mL并混匀。该溶液可稳定1周。
磷酸二氢钾标准贮备液ρ(P)=1000mg/L:称取4.394g磷酸二氢钾(须优级纯，110℃干燥2h，之后保存在干燥箱内恒重)溶于水中，溶解后转移至1000mL容量瓶中，加入2.5mL浓硫酸，用水定容并混匀。贮存于具塞玻璃瓶中，该溶液在4℃下保存，可稳定6个月。或直接购买市售有证标准溶液。磷酸二氢钾标准使用溶液ρ(P)=10.00mg/L:量取适量磷酸二氢钾标准贮备液(ρ(P)=1000mg/L)，用水逐级稀释制备。该溶液在4℃下，可贮存1个月。
2.2试验步骤
1)提前制备好所需要的试剂。对照如图总磷的化学反应流程，按照顺利检查反应圈是否连接正确。2)打开软件。打开流动注射仪器总电源。设置预处理模块温度125℃。3)在样品预处理模块加热器升温到80℃之前，将全部泵管装在蠕动泵管卡上，压下管卡，所有管路放入蒸馏水中，开启蠕动泵，泵送蒸馏水约5～10分钟。如果加热器温度升到80℃以上还没有开始泵送蒸馏水，则高温空气可能会对加热器管路造成损坏。4)在走水过程中检查管路各个接头处是否有漏液现象。观察软件基线是否稳定正常。5)如果蒸馏水基线已平稳，则将各个管路放入各自试剂中开始泵送试剂，直到基线平稳。6)试剂基线平稳后，关闭Preview功能，点击Start开始分析。
3异常处理
1)漏液。如果发现漏液现象，首先关闭蠕动泵，细心检查每个泵管接口是否拧紧。每个接管要用到3个O形圈。漏液通常是由于O形圈或喇叭管老化引起。这个时候需要更换O形圈或喇叭管，并拧紧。流通池泄漏后，要用棉签蘸水把流通池插口内部擦拭干净，再用干棉签擦干。
2)不出峰。六通阀时间设置不对，可能造成不出峰或峰很低，甚至出现气泡峰。不规则气泡峰(见图2)出现通常是试剂和载液需要脱泡处理。规则出现在每个样品峰上的气泡峰，通常是到阀时间设置有问题，需要重新进行测试。这个时候需要重新评估六通阀的装载时间和注射时间，到阀时间最重要，需要单独进行测试，最直接的方法就是直接用染料掐表计算，进行测试调整。
3)峰形异常。峰形异常通常可能由于溶液pH变化、六通阀故障、载液使用错误、溶液配制错误等引起。这个时候需要逐个排查，检查配制方法、试剂容器、试剂是否污染或试剂是否过期等情况，有些样品要求加酸或加碱进行保存，需要检查方法文件进行确认。
4)出负峰。出负峰通常是载液受到待测物污染，载液浓度高于某些标液和样品浓度，导致这些标液和样品出负峰。更换未受污染的载液可以解决。通常情况下，出负峰不影响正常分析，仅仅影响标准曲线的截距值。
5)基线噪音太大。运行试剂时很容易有基线波动。这时需要将全部试剂换成水，观察基线波动情况，确认是试剂问题还是硬件问题。如果试剂中有悬浮颗粒，也会导致基线波动。确保试剂完全溶解，必要时进行抽滤。硬件或管路流动问题包括以下情况:泵管老化，需要定期更换泵管;管路中或废液管有堵塞，需认真检查找出故障点;六通阀故障;流通池中如有气泡，取出流通池轻敲几下，赶走气泡即可，或者将流通池用盐酸清洗，再用水冲干净。
6)管路堵塞。因流动注射分析仪管径较细，不适用于测定含悬浮物颗粒物较多或颗粒粒径大于250μm的样品。如果发现管路堵塞，将管线从试剂中取出，观察有无空气吸入;检查试剂管线头部的玻璃配重，看有无堵塞，根据流程图将各个三通断开，观察堵塞情况是否解决，确定堵塞位置。
7)取样器无法初始化。首先确定流动注射总开关是否打开，信号线是否接好。如果取样针被卡主、控制取样针上下移动的管子无法正常伸展，也会引起取样针无法初始化。
当测试出现异常时，通常情况下我们按照故障检查流程图(见图3)逐个排查，分析原因就可以解决问题。
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4结束语
流动注射分析仪QC8500与传统的方法相比，具有分析速度快、准确度和精密度高、设备操作简单、便于维护等一系列优点，实用于大批量的实验检测。随着科技的进步，流动注射分析技术所具有的众多优势显得尤为突出，同时检测工作者更需要具备独立处理异常的能力，熟练掌握仪器维护保养的知识，提高工作效率，减少数据误差。
参考文献：
[1] 李继红. 流动注射分析法检测总磷要点分析[C]// 环境工程2018年全国学术年会论文集(上册). 2018.
[2] 袁汉鸿, 戚惠良. 流动注射分析法测定水中总磷[J]. 城镇供水, 2006(4):32-33.