专利名称：水中溶解性总磷的自动分析仪及其分析方法
技术领域：
本发明涉及一种全自动流动注射分析仪及其分析方法，尤其涉及一种水中溶解性总磷的全自动分析仪及其分析方法。
背景技术：
水中溶解性总磷的分析，国家标准方法GB11893-89中使用高压锅消解后钼酸铵分光光度法，该法需要预先使用高压蒸气消毒器在120°C时，对样品进行加热30min后，将水样中各种形态的磷酸盐消解为正磷酸盐后进行测定，测定的过程中，要逐步添加抗坏血酸溶液和钼酸盐溶液，在室温下放置15分钟后，在700nm波长下测定吸光度。国标中的方法分析一个样品至少需要45min的时间，而且很大一部分时间消耗在样品的前处理上；测定的过程中，如果室温较低，还需要使用20 30°C的水浴来促进显色反应的发生。对于流动注射分析以其简单、便捷、容易实现自动化和可在线对样品进行前处理的特点，目前广泛地应用在化学分析中(Ruzicka J，Hansen E H，Flow Injection Analysis,Wiley,NewYork, 1981 ；方肇伦，流动注射分析法，北京科学出版社，1999)。以流动注射方法分析水中的溶解性总磷，目前有商品化的进口仪器，但其方法检出限较高(一般在100 μ g/L左右)，而我国环保监测要求检出限要小于20 μ g/L，其进口仪器不能满足实际监测工作的需求。

发明内容
本发明的目的是提供一种连续自动地对样品进行测试，测试准确快速、检测限小于20 μ g/L的水中溶解性总磷的全自动分析仪及其分析方法。本发明所提供的全自动流动注射分析仪，包括进样装置和显色检测装置；所述进样装置包括自动进样装置、第一蠕动泵，所述第一蠕动泵设有第一泵管，所述自动进样装置的进样针通过所述第一泵管与多通阀的F通口连接，所述多通阀的A通口通过第一背压调节器与废液槽连接；所述显色检测装置，包括第二蠕动泵，第一容器瓶、第二容器瓶、第三容器瓶、第四容器瓶、第五容器瓶、采样环、多通阀、第一编结反应器、第一三通阀、高温在线加热模块、第二三通阀、第二编结反应器、第一两通阀，紫外消解模块、第三三通阀、第三编结反应器、第四三通阀、低温在线加热模块、流通池、检测器、数据连接电缆和计算机处理系统、废液槽、 第二背压调节器和若干毛细管；第二蠕动泵设有第二泵管、第三泵管、第四泵管、第五泵管、 第六泵管；第一容器瓶、第二泵管、多通阀的D通口依次通过毛细管连接，多通阀的C通口、 第一编结反应器、第一三通阀的一个进口依次通过毛细管连接，第一三通阀的出口、高温在线加热模块、第二三通阀的一个进口依次通过毛细管连接，第二三通阀的出口、第二编结反应器、第一两通阀，紫外消解模块、第三三通阀的一个进口依次通过毛细管连接，第三三通阀的出口、第三编结反应器、第四三通阀的一个进口依次通过毛细管连接，第四三通阀的出口、低温在线加热模块、流通池、第二背压调节器、废液槽依次通过毛细管连接，检测器、数据连接电缆和计算机处理系统依次相连，采样环的两端连接在多通阀的B通口和E通口，第二容器瓶、第三泵管、第一三通阀的另一个进口依次通过毛细管连接，第三容器瓶、第四泵管、第二三通阀的另一个进口依次通过毛细管连接，第四容器瓶、第五泵管、第三三通阀的另一个进口依次通过毛细管连接，第五容器瓶、第六泵管、第四三通阀的另一个进口依次通过毛细管连接。本发明的全自动流动注射分析仪，其中，所述高温在线加热模块或所述低温在线加热模块包括加热棒，套装在加热棒外的传热性能很好的铝体，缠绕在铝体上形成加热的反应管路的聚四氟乙烯加热毛细管和测温热电阻，及包覆在铝体外的保温套，热电阻为陶瓷钼电阻PtlOO或铜电阻Cu50等。本发明的全自动流动注射分析仪，其中，所述紫外解消解模块，紫外灯管安装在紫外灯座上，毛细管缠绕在紫外灯管外，紫外灯管与电源电连接。本发明的全自动流动注射分析仪，其中，所述自动进样装置包括进样针、试管、样品盘、进样针清洗池和管路清洗池；所述进样针的上端与所述第一泵管用毛细连接管连接。本发明的全自动流动注射分析仪，其中，所述第一泵管、所述所述第二泵管、所述第三泵管、所述第四泵管、所述第五泵管和所述第六泵管的内径均为0. 38 1. 85mm。本发明的全自动流动注射分析仪，其中，所述第一编结反应器的毛细管长度为 0. 5 1. 5m ；所述第二编结反应器的毛细管长度为2 5m ；所述第三编结反应器的毛细管长度为0. 5 : ；所述高温在线加热模块的毛细管长度为5 15m ；所述紫外消解模块的毛细管长度为2 IOm ；所述低温在线加热模块的毛细管长度为1 5m ；所述采样环的毛细管长度为1 4m。本发明所提供的水中溶解性总磷的全自动流动注射分析方法，包括如下步骤待测样品与体积百分含量5 20%硫酸溶液100 150°C混合；混合后的溶液与20 30g/L过硫酸钾溶液混合反应；反应后的溶液进行紫外消解反应，紫外消解反应后的溶液与显色剂溶液混合反应；显色剂混合反应后与50 100g/L抗坏血酸溶液混合，混合后30 50°C进行反应，反应后的液体在700 880nm处进行比色测定；所述显色剂为钼酸铵、酒石酸锑钾和氢氧化钠混合物的溶液，所述钼酸铵浓度为 5 12g/L，所述酒石酸锑钾的浓度为0. 1 0. 4g/L，所述氢氧化钠的浓度为65 105g/L。本发明水中溶解性总磷的自动分析仪及其分析方法以流动注射方法分析水中的溶解性总磷，可以连续自动地对样品进行测试，检出限为2 μ g/L，测试准确快速。


图1为本发明的水中溶解性总磷的全自动分析仪的结构示意图。图2为高温在线加热模块或低温在线加热模块的结构示意图。图3为紫外解消解模块的结构示意图。
具体实施例方式下面结合说明书附图对本发明的水中溶解性总磷的自动分析仪作进一步说明。
参见图1，本发明的水中溶解性总磷的自动分析仪，包括进样装置和显色检测装置；进样装置包括自动进样装置1、多通阀20、第一蠕动泵11，所述第一蠕动泵11设有第一泵管12，自动进样装置的进样针5通过第一泵管12与多通阀20的F通口连接，多通阀 20的A通口通过第一背压调节器37与废液槽36连接。自动进样装置1包括进样针5、样品盘4、进样针清洗池3和管路清洗池2 ；显色检测装置，包括第二蠕动泵18，第一容器瓶38、第二容器瓶7、第三容器瓶8、 第四容器瓶9、第五容器瓶10、采样环19、第一编结反应器21、第一三通阀22、高温在线加热模块23、第二三通阀M、第二编结反应器25、第一两通阀沈，紫外消解模块27、第三三通阀观、第三编结反应器四、第四三通阀30、低温在线加热模块31、流通池32、检测器33、数据连接电缆35和计算机处理系统34、废液槽36、第二背压调节器39和若干毛细管。第二蠕动泵设有第二泵管13、第三泵管14、第四泵管15、第五泵管16、第六泵管17。第一容器瓶38、 第二泵管13、多通阀20的D通口依次通过毛细管连接，多通阀20的C通口、第一编结反应器21、第一三通阀22的一个进口依次通过毛细管连接，第一三通阀22的出口、高温在线加热模块23、第二三通阀M的一个进口依次通过毛细管连接，第二三通阀M的出口、第二编结反应器25、第一两通阀沈，紫外消解模块27、第三三通阀观的一个进口依次通过毛细管连接，第三三通阀28的出口、第三编结反应器四、第四三通阀30的一个进口依次通过毛细管连接，第四三通阀30的出口、低温在线加热模块31、流通池32、第二背压调节器39、废液槽36依次通过毛细管连接，检测器33、数据连接电缆35和计算机处理系统34依次相连，采样环19的两端连接在多通阀20的B通口和E通口，第二容器瓶7、第三泵管14、第一三通阀22的另一个进口依次通过毛细管连接，第三容器瓶8、第四泵管15、第二三通阀M的另一个进口依次通过毛细管连接，第四容器瓶9、第五泵管16、第三三通阀观的另一个进口依次通过毛细管连接，第五容器瓶10、第六泵管17、第四三通阀观的另一个进口依次通过毛细管连接。高温在线加热模块23或低温在线加热模块31参照图2，包括加热棒46，套装在加热棒外的传热性能很好的铝体44，缠绕在铝体上形成加热的反应管路的聚四氟乙烯加热毛细管48和测温热电阻45，及包覆在铝体外的保温套47，热电阻45为陶瓷钼电阻PtlOO或铜电阻Cu50等。紫外在解消解模块27结构参照图3，紫外灯管52安装在紫外灯座53上，毛细管51 缠绕在紫外灯管52外，紫外灯管52与电源电连接。紫外灯的波长为254nm，功率为8-24W。第一蠕动泵11、第二蠕动泵18泵管内径为0. 38 1. 85mm，泵速为15 60转/分钟。第一编结反应器21毛细管长度为0. 5 1. 5m ；第二编结反应器25毛细管长度为2 5m，缠绕在金属的绕线架上；第三编结反应器四毛细管长度为0. 5 : ；高温在线加热模块23的毛细管长度为5 15m，紫外消解模块27的毛细管长度为2 10m，低温在线加热模块31的毛细管长度为1 5m ；采样环19的毛细管长度为1 細。高温在线加热模块23 的温度为100 150°C，低温在线加热模块31的温度为30 50°C，紫外消解模块27的波长为200 300nm，功率为8 20w。本发明所用毛细管的内径均为0. 5 1. Omm,多通阀为具有6 M通口的多通阀，流通池的光程为10 50mm，检测器的检测波长为700 880nm。第一容器瓶38中装去离子水；第二容器瓶7中装硫酸消解液，硫酸的浓度为5 20% (体积百分含量)；第三容器瓶8中装过硫酸钾溶液，过硫酸钾的浓度为20 30g/L ； 第四容器瓶9中装显色剂，显色剂为钼酸铵、酒石酸锑钾和氢氧化钠混合物的溶液，钼酸铵浓度为5 12g/L，酒石酸锑钾的浓度为0. 1 0. 4g/L、氢氧化钠的浓度为65 105g/L ； 第五容器瓶10中装抗坏血酸溶液、抗坏血酸的浓度为50 100g/L。本发明的水中溶解性总磷的自动分析仪的工作过程如下经过滤后的样品放置在样品管6中，由自动进样装置1在蠕动泵11的作用下经第一泵管12，进入六通阀20上连接的采样环19，将采样环19充满后经第一背压调节器37直接排废进入废液瓶36。当采样过程结束后，六通阀20转动到图中虚线所示的状态，蠕动泵 18将载流溶液泵入，将采样环19中的样品推出，在第一编结反应器21中混合，进入第一三通阀22中与硫酸溶液汇合，在高温在线加热模块23中进行混合，混合后的溶液在第二三通阀M中与过硫酸钾溶液汇合，在第二编结反应器25中反应，反应后的溶液经过第一两通阀沈，进入紫外消解模块27，反应后的溶液进第三三通阀观中与显色剂溶液汇合，在第三编结反应器四中反应，混合后进入第四三通阀30与抗坏血酸溶液汇合，混合后进入低温在线加热模块31中进行反应，反应后的液体在进入流通池32，由检测器33在700 880nm处进行比色测定，流出来的液体经过第二背压调节器39直接进入废液瓶36。在使用本发明的水中溶解性总磷的自动分析仪时，将标准溶液及被测样品分别倒入自动进样装置的样品管中，即可自动分析，根据记录的标准溶液的吸光度峰高或峰面积做标准曲线，根据样品的吸光度峰高值或峰面积值在标准曲线上可计算出样品中溶解性总磷的含量。采用本发明的自动分析仪进行测试，样品注入阀为六通阀，流路的毛细管内径为 0. 8mm，分析检测流路中第一编结反应器21的毛细管长度为lm，第二编结反应器25的毛细管长度为3m，第三编结反应器四的毛细管长度为2. 5m，其它毛细连接管的长度为0. 5m，采样环19的长度为lm。流通池32的光程为10mm，高温加热模块23中毛细管长度为細，加热温度125°C ；低温加热模块31中毛细管长度为細，加热温度37°C，紫外消解模块的毛细管长度为6m，功率为8W，在880nm处进行测定。1、标样的配制标准样品制备称取4. 396g于110°C干燥池并于干燥器内放冷的无水磷酸二氢钾(KH2PO4),用水溶解后转移定容至IOOOml容量瓶，配制成IOOOmg P/L的磷储备液备用。将1000mg/L的磷储备液用去离子水逐级稀释，配置成0. 0、0. 01、0. 02、0. 05、0. 1、 0. 2,0. 4,1. 0mg/L 标准系列。2、试剂的配制本实施例中，待测样品与体积百分含量10%硫酸溶液125°C混合；
混合后的溶液与23. 78g/L过硫酸钾溶液混合反应；反应后的溶液进行紫外消解反应，紫外消解反应后的溶液与显色剂溶液混合反应；显色剂混合反应后与80g/L抗坏血酸溶液混合，混合后47. 5°C进行反应，反应后的液体在880nm处进行比色测定；所述显色剂为钼酸铵、酒石酸锑钾和氢氧化钠混合物的溶液，所述钼酸铵浓度为 7g/L，所述酒石酸锑钾的浓度为0. 34g/L，所述氢氧化钠的浓度为90g/L。
所用试剂均采用国产试剂，试剂的纯度最低为分析纯。3、进样进样针5从插在样品盘4中的样品管6中吸取样品，样品通过蠕动泵泵入样品注入阀20，样品将采样环19充满后，多余的样品进入废液槽36。4、反应测量经过滤后的样品放置在样品管6中，由自动进样装置1在蠕动泵11的作用下经第一泵管12，进入六通阀20上连接的采样环19，将采样环19充满后经第一背压调节器37直接排废进入废液瓶36。当采样过程结束后，六通阀20转动到图中虚线所示的状态，蠕动泵 18将载流溶液泵入，将采样环19中的样品推出，在第一编结反应器21中混合，进入第一三通阀22中与硫酸溶液汇合，在高温在线加热模块23中进行混合，混合后的溶液在第二三通阀M中与过硫酸钾溶液汇合，在第二编结反应器25中反应，反应后的溶液经过第一两通阀沈，进入紫外消解模块27，反应后的溶液进第三三通阀观中与显色剂溶液汇合，在第三编结反应器四中反应，混合后进入第四三通阀30与抗坏血酸溶液汇合，混合后进入低温在线加热模块31中进行反应，反应后的液体在进入流通池32，由检测器33在700 880nm处进行比色测定，流出来的液体经过第二背压调节器39直接进入废液瓶36。表1为标准样品的测试结果，表2为实际样品的测试结果，表3为实际样品测定的精密度试验结果。表1.标准样品的测试结果
权利要求
1.一种水中溶解性总磷的全自动分析仪，其特征在于包括进样装置和显色检测装置；所述进样装置包括自动进样装置(1)、第一蠕动泵(11)和多通阀(20)，所述第一蠕动泵(11)设有第一泵管(12)，所述自动进样装置(1)的进样针( 通过所述第一泵管(12) 与多通阀00)的F通口连接，所述多通阀20的A通口通过第一背压调节器(37)与废液槽 (36)连接；所述显色检测装置，包括第二蠕动泵(18)，第一容器瓶(38)、第二容器瓶(7)、第三容器瓶(8)、第四容器瓶(9)、第五容器瓶(10)、采样环(19)、第一编结反应器(21)、第一三通阀(22)、高温在线加热模块(23)、第二三通阀(M)、第二编结反应器(25)、第一两通阀 (26)，紫外消解模块(27)、第三三通阀( )、第三编结反应器( )、第四三通阀(30)、低温在线加热模块(31)、流通池(32)、检测器(33)、数据连接电缆(3 和计算机处理系统 (34)、废液槽(36)、第二背压调节器(39)和若干毛细管；第二蠕动泵设有第二泵管(13)、 第三泵管(14)、第四泵管(15)、第五泵管(16)、第六泵管(17)；第一容器瓶(38)、第二泵管 (13)、多通阀00)的D通口依次通过毛细管连接，多通阀00)的C通口、第一编结反应器 (21)、第一三通阀02)的一个进口依次通过毛细管连接，第一三通阀02)的出口、高温在线加热模块(23)、第二三通阀04)的一个进口依次通过毛细管连接，第二三通阀04)的出口、第二编结反应器0 、第一两通阀06)，紫外消解模块(XT)、第三三通阀(28)的一个进口依次通过毛细管连接，第三三通阀08)的出口、第三编结反应器( )、第四三通阀(30) 的一个进口依次通过毛细管连接，第四三通阀(30)的出口、低温在线加热模块(31)、流通池(3 、第二背压调节器(39)、废液槽(36)依次通过毛细管连接，检测器(3 、数据连接电缆(3 和计算机处理系统(34)依次相连，采样环(19)的两端连接在多通阀OO)的B通口和E通口，第二容器瓶(7)、第三泵管(14)、第一三通阀0 的另一个进口依次通过毛细管连接，第三容器瓶(8)、第四泵管(15)、第二三通阀04)的另一个进口依次通过毛细管连接，第四容器瓶(9)、第五泵管(16)、第三三通阀08)的另一个进口依次通过毛细管连接， 第五容器瓶(10)、第六泵管(17)、第四三通阀08)的另一个进口依次通过毛细管连接。
2.根据权利要求1所述的全自动分析仪，其特征在于所述高温在线加热模块03)和所述低温在线加热模块(31)均包括加热棒(46)，套装在加热棒06)外的传热性能很好的铝体(44)，缠绕在铝体04)上形成加热的反应管路的聚四氟乙烯加热毛细管G8)和测温热电阻(45)，及包覆在铝体04)外的保温套(47)，热电阻05)为陶瓷钼电阻PtlOO或铜电阻Cu50等。
3.根据权利要求1或2所述的全自动分析仪，其特征在于所述紫外解消解模块07) 的紫外灯管(5 安装在紫外灯座(5 上，毛细管(51)缠绕在所述紫外灯管(5 外，所述紫外灯管(52)与电源电连接。
4.根据权利要求3所述的全自动分析仪，其特征在于所述自动进样装置(1)包括进样针(5)、样品盘G)、进样针清洗池(3)、试管(6)和管路清洗池O)；所述进样针( 的上端与所述第一泵管(1 用毛细连接管连接。
5.根据权利要求4所述的全自动分析仪，其特征在于所述第一泵管(12)、所述所述第二泵管(13)、所述第三泵管(14)、所述第四泵管(15)、所述第五泵管(16)和所述第六泵管 (17)的内径均为0. 38 1. 85_。
6.根据权利要求5所述的全自动分析仪，其特征在于所述第一编结反应器的毛细管长度为0. 5 1. 5m ；所述第二编结反应器的毛细管长度为2 5m ；所述第三编结反应器的毛细管长度为0. 5 : ；所述高温在线加热模块的毛细管长度为5 15m ；所述紫外消解模块的毛细管长度为2 IOm ；所述低温在线加热模块的毛细管长度为1 5m ；所述采样环的毛细管长度为1 細。
7.用权利要求1至6中任一所述的全自动分析仪分析水中溶解性总磷的方法，包括如下步骤待测样品与体积百分含量5 20%硫酸溶液100 150°C混合； 混合后的溶液与20 30g/L过硫酸钾溶液混合反应；反应后的溶液进行紫外消解反应，紫外消解反应后的溶液与显色剂溶液混合反应； 显色剂混合反应后与50 100g/L抗坏血酸溶液混合，混合后30 50°C进行反应，反应后的液体在700 880nm处进行比色测定；所述显色剂为钼酸铵、酒石酸锑钾和氢氧化钠混合物的溶液，所述钼酸铵浓度为5 12g/L，所述酒石酸锑钾的浓度为0. 1 0. 4g/L，所述氢氧化钠的浓度为65 105g/L。
全文摘要
本发明公开了一种水中溶解性总磷的全自动分析仪及其分析方法，该分析仪包括进样装置和显色检测装置，进样装置包括自动进样装置、多通阀、第一蠕动泵，第一蠕动泵设有第一泵管；其显色检测装置，包括第二蠕动泵，第一容器瓶、第二容器瓶、第三容器瓶、第四容器瓶、第五容器瓶、采样环、第一编结反应器、第一三通阀、高温在线加热模块、第二三通阀、第二编结反应器、第一两通阀，紫外消解模块、第三三通阀、第三编结反应器、第四三通阀、低温在线加热模块、流通池、检测器、数据连接电缆和计算机处理系统、废液槽、第二背压调节器和若干毛细管；本发明水中溶解性总磷的自动分析仪及其分析方法可以连续自动地对样品进行测试，测试准确快速。
文档编号G01N21/78GK102253232SQ20101017927
公开日2011年11月23日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者肖靖泽, 赵萍, 顾爱平, 魏月仙 申请人:北京吉天仪器有限公司