CFA法得以對水樣快速檢測的气泡前提條件是樣品連續進入反應係統,而對於在線監測係統,间隔监测樣品采集周期一般為1~4 h,连续流动這就造成樣品進樣間隔時間相對較長,分析法用此時試劑輸送時間成為主要耗時因素。于氨同時,氮线檢測之間的气泡待機過程也會造成大量試劑的浪費和較多廢液的產生。為此,间隔监测本實驗在實驗室CFA方法的连续流动基礎上,考察了相關因素的分析法用影響。
待機時間內的蠕動泵轉動是為了係統壓力穩定,避免局部加熱造成檢測的氮线不穩定以及試劑的析出。若待機狀態轉速與工作狀態轉速相同,气泡則會消耗大量試劑,间隔监测並產生廢液。连续流动本實驗對比了2~12 r/min轉速下各試劑消耗量和廢液產生量(結果見圖3),發現隨著轉速下降,試劑消耗量和廢液產生量明顯降低。模擬實際工作中每4 h檢測一次,待機時間230 min內,2 r/min轉速下廢液產生量比工作狀態減少80%以上。因此,本實驗選擇2 r/min為待機轉速。
蠕動泵的工作轉速會對反應速率以及係統壓力產生影響。泵速太小會造成濃度擴散嚴重,檢測峰形拖尾,靈敏度降低;泵速太大會造成係統壓力過大,泵管柔韌性受損。本實驗對比了工作轉速在5~40 r/min範圍內檢測時間(出峰時間和峰寬之和)的變化,結果見圖4。從圖4可以看出:隨著工作轉速的增加,出峰逐漸提前,峰寬變窄;當泵速大於25 r/min時,峰寬和出峰時間的變化逐漸平穩。
蠕動泵從低泵速切換到高泵速時,由於壓力驟增,會造成壓力的劇烈波動,本實驗研究了波動時間(從進樣器切換造成基線波動到基線平穩所用的時間)、間隔時間(波動平穩後與出峰之間的時間間隔)和波動極值(光譜信號最大值與最小值之差)的變化,結果見圖4和圖5。從圖4和圖5可以看出:雖然波動極值在工作轉速20~25 r/min範圍內有所減小,但隨工作轉速的增加整體仍呈現逐漸增大趨勢;在工作轉速大於25 r/min時,波動時間逐漸縮短至2 min之內,同時與信號峰保持約0.5 min的時間間隔,對檢測出峰不產生影響。
泵速對反應進行程度產生一定影響,進而影響檢測結果穩定性。由於工作轉速為5 r/min時檢測時間太長,故研究範圍取10~40 r/min。本實驗考察了不同工作轉速下氨氮顯色反應的穩定性,對2.00 mg/L標準溶液進行連續6次檢測,用測定結果的相對標準偏差(RSD)表征檢測的穩定性。從圖6可知,在工作轉速10~40 r/min範圍內,RSD均小於5%:在10~25 r/min範圍內,RSD先升高後降低,這是受泵速變化引起基線波動的影響;在25~40 r/min之間,RSD在一定範圍內波動,並在40 r/min時處於最低值。綜合考慮出峰時間和泵管壽命等因素,本實驗選擇25 r/min為實驗所用工作轉速。
綜合分析圖4、圖5和圖6,在25 r/min工作轉速下,輸送反應時間為3 min,出峰時間約為為2 min,即在5 min檢測時間內,既可實現對氨氮的快速準確檢測。
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