[实用新型]一种有机氮-有机碳串联式在线检测装置

说明书

本实用新型属于水质分析领域，具体涉及一种有机氮‑有机碳串联式在线检测方法与装置。检测装置与体积排阻色谱系统联用，检测装置包括脱碳氧化系统、有机氮检测系统、有机碳检测系统和电子控制系统；脱碳氧化系统后侧连接有机氮和有机碳检测系统，各系统之间可拆分连接，有机氮和有机碳检测系统的前后顺序可调，当脱碳氧化系统依次连接有机碳检测系统、有机氮检测系统时，增大有机氮检测系统管路直内径或缩短管路长度，以减小对有机碳检测系统的压力。本实用新型的检测装置，通过将有机氮和有机碳检测系统串联，使得有机碳和有机氮的检测延迟时间小于8秒，只需要一套氧化系统，无需调整分路之间的管径和长度来调节分流比，提高了长期监测的准确度。

技术领域

本实用新型属于水质分析检测技术领域，具体涉及一种有机氮-有机碳串联式在线检测装置。

背景技术

溶解性有机物(dissolved organic matter,DOM)是土壤、底泥和水体中一系列结构复杂且高度异质性的可溶性化合物的总称，包括大分子蛋白类生物聚体、中等分子量腐殖酸和富里酸、小分子酸、小分子中性物质等。溶解性有机物参与水体中一系列过程，包括酸碱缓冲，金属离子、纳米材料迁移和毒性变化，疏水有机物的迁移转化以及水处理过程中消毒副产物的生成等。溶解性有机物在全球碳储量中占据了重要的一部分，溶解性有机物通过浮游植物的光合作用或者矿化，与大气中的二氧化碳进行相互转化，在全球碳、氮循环中扮演重要角色，对海洋酸化、全球变暖、水体富营养化等环境问题均有重要影响。

液相色谱法是以液体为流动相，利用不同DOM组分与色谱柱填料间的相互作用不同而进行分离并加以在线检测的方法。目前用于DOM表征的液相色谱分离方法主要有两种，一种是以C-18柱为代表的反相色谱柱，根据DOM组分的亲疏水性质进行分离；另一种是体积排阻色谱柱(另一种译法是体积排阻色谱)，根据DOM组分的分子量大小进行分离。体积排阻色谱法是分析溶解性有机物最为重要的方法之一。目前商业化液相色谱联用型检测器有紫外吸收光谱检测器、荧光光谱检测器、示差检测器以及蒸发光散射检测器，由于溶解性有机物具有高度异质性，现有检测器只能进行相对定量，难以真实反映各组分的浓度水平。

溶解性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)是以碳的含量表示水体中有机物的含量的综合指标，有机碳检测器(organic carbon detector,OCD)能通过测得有机流出物的碳含量进行绝对定量，是一种通用型检测器。一般来说，其检测原理分为两步，有机碳的氧化和CO₂的测定。有机碳的氧化方式包括紫外氧化法、紫外/过硫酸盐氧化法、硼掺杂金刚石电极氧化法和干式燃烧法等；CO₂的分析检测主要分为非色散红外法和薄膜电导法。非色散红外法主要是在酸性条件下利用N₂将水中溶解的CO₂吹脱，通过非色散红外检测器对N₂载气中的CO₂浓度进行检测；薄膜电导法则是在酸性条件下流动相中的H₂CO₃/CO₂透过选择性疏水膜，在另一侧流动相中变为CO₃^2-/HCO₃^-继而引起电导率变化，由于其他离子无法透过疏水膜，因此通过检测电导率变化即可反映被氧化的有机碳浓度。

溶解性有机氮(Dissolved organic nitrogen,DON)是指以溶解性有机物中所含氮的量。近代以来化肥的大量使用，全球水体富营养化程度不断增加，溶解性有机氮亦成为重要的研究对象。有机氮物质根据其性质差异在健康风险、生物有效性及其生态环境效应具有重要影响。目前的有机氮测定方法主要基于差减法，即根据中华人民共和国国家标准《GB 11894-89》，利用溶解性总氮浓度的测定，减去溶解性无机氮(即分别测定的和浓度之和)。这种间接测量，存在多方面测定的累加误差，结果难免不够精确和可靠，特别是在浓度过高时，有机氮容易测定出负值。