[发明专利]分析器

说明书

技术领域

本发明涉及用于自动测定液体样品中氨氮含量的分析器和方法。

背景技术

氨氮(NH₄-N)含量的测量在环境测量和方法技术中，特别是在清洁和处理城市和工业废水中扮演着重要的角色。水体包含元素形式的氮以及含氮的无机和有机化合物。有机结合的氮通常以蛋白质的形式存在，其可以通过微生物降解为无机氮化合物。水体中的无机氮化合物例如为硝酸盐、亚硝酸盐和铵。水体中的氨氮含量是废水处理厂、化肥残留等影响的重要指标。这种参数允许人们表示污染程度和水质量的状态。

城市和工业废水处理厂会在硝化作用过程中以生物技术降解氨氮。测量生物清洁阶段中所供给的水中的氨氮含量来控制和/或调节各个降解过程扮演着重要的角色。

对于自动测量水样品中的氨氮含量来说，自动氨分析器会被使用，其使用靛酚蓝在光度上测量氨氮。这种方法例如描述于DIN38406。靛酚蓝方法基于这样的事实，即在存在五氰基亚硝酰基铁酸钠作为催化剂的情况下，铵(NH₄⁺-)离子在碱性pH范围内会与次氯酸根和水杨酸根离子反应生成蓝色(靛酚蓝颜色)。通常地，次氯酸根离子(OCl^-)通过二氯异氰尿酸的水解而获得。

因此，基于靛酚蓝方法的自动分析器主要需要三种试剂溶液，即水杨酸盐溶液、五氰基亚硝酰基铁酸钠溶液(硝普钠溶液)和碱性二氯异氰尿酸溶液和/或其盐的溶液，例如二氯异氰尿酸钠。

在自动分析器中储存和使用碱性二氯异氰尿酸溶液任意长的时间都是成问题的，因为二氯异氰尿酸或二氯异氰尿酸盐会随着时间而降解。如果环境温度较高，例如30至40℃，那么它们就仅可在用于测量氨氮含量的自动分析器中使用数天的时间。由于二氯异氰尿酸的浓度随着其自身的降解而下降，所以储存试剂溶液过长的时间就会导致分析器对氨氮测量的测量范围上限值的下降，并且在另一方面，会导致测量范围下限值的上升。此外，氯气会作为二氯异氰尿酸降解的结果而形成。氯气是成问题的，不仅仅是出于因为其腐蚀性和毒性而产生的生产安全性和环境问题的原因，其还会干预氨氮含量的光度测量。

用于减轻由二氯异氰尿酸的自身降解所导致的问题的现有方法聚焦于采用一种或多种如下的测量：

1.当试剂由于老化而变质的时候，更换试剂。这需要相当大的维护工作和材料使用的增加。

2.通过定期调节分析器来补偿试剂的老化。然而，由于二氯异氰尿酸在高温下浓度的快速变化，就需要频率越来越快地进行这样的调节过程，这会导致高后勤支出。

3.冷却试剂。这确实会减缓降解反应，但是分析器需要用于这种目的的制冷装置，以及相应更高的能量消耗。

4.最优化试剂化合物以降低氯气脱气。例如，已知的是，当试剂溶液的pH值下降的时候，脱气速度会降低。

所有的这些方法均会减轻由于使用二氯异氰尿酸而导致的问题，但是它们并未完全解决所述问题。

发明内容

由此，本发明的目的在于提供克服如上所述缺点的用于测定液体样品中氨氮含量的方法和自动分析器。

该目的通过根据权利要求1的方法和根据权利要求7的分析器来解决。

根据本发明用于自动测定液体样品中氨氮含量的方法包括：

-通过电解来生成待添加至液体样品的包含次氯酸根离子的试剂溶液，并把所述试剂溶液注入液体样品；

-把至少一种其它试剂溶液，特别是包括酚类化合物和/或五氰基亚硝酰基铁酸盐的试剂溶液，注入液体样品，并形成由这些试剂溶液和液体样品生成的反应混合物；

-使用光度测量装置检测与反应混合物的测量变量相关的测量信号；和

-基于所述测量信号，使用电子控制装置确定氨氮含量的测量值。

由于次氯酸根离子通过电解生成，而不是通过二氯异氰尿酸的水解来生成，所以在最开始描述的涉及存储和二氯异氰尿酸溶液浓度随着存储时间的持续而下降的问题就不再出现。通过电解生成次氯酸根所需要的试剂比常规使用的二氯异氰尿酸更加稳定，并且因此无需采用任何测量来防止试剂的降解或补偿浓度变化。

次氯酸根可以通过盐溶液的电解来生成，盐溶液特别是碱性盐溶液、特别是氯化钠或氯化钾溶液。

为了形成反应混合物，可在液体样品中注入包含酚类化合物、特别是百里酚或水杨酸盐的第一试剂溶液，以及注入作为另外的试剂溶液的包含五氰基亚硝酰基铁酸盐(硝普盐)的第二试剂溶液。