一次漫长的哈希NPW-160故障处理

luckyjiu

2018/05/24

私聊

水质检测

请容许我用流水账的方式叙述这件事情的经过，象样品检验时填写原始记录一样，如实简要还原当时情形，便于分析原因和结果。
2018年4月16日，哈希 NPW160分析仪常规维护。更换试剂（1+7.5盐酸一次配制500ml,可用2个月，一次更换250ml,剩余部分存放冰箱留待下月使用，其它试剂都是当月现配，这次盐酸为3月份配制），做质控检查。总氮总磷测量值分别是1.73和0.026mg/L，而标样浓度总氮总磷浓度分别1.80和0.15 mg/L。按±10%误差允许范围，总氮正常，总磷则偏离很多。
NPW160测量流程：
总氮：5ml稀释后水样，加1.5ml过硫酸钾和0.5ml氢氧化钠，加热分解槽120℃消解30分钟，把氮氧化物全部氧化为硝酸盐，冷却后，加入盐酸，在波长220和254nm检测吸光度并计算。
总磷：5ml稀释后水样，加入1.5 ml过硫酸钾，加热分解槽120℃消解30分钟，把磷化合物全部氧化为磷酸盐，冷却后，加入抗坏血酸和钼酸盐，生成磷钼蓝，在波长880nm检测吸光度并计算。
这次测量，总氮正常，说明与总氮有关的试剂和部件功能正常。总磷测量值偏低，首先检查显色剂。分别用质控样和校准液加抗坏血酸和钼酸盐，不显色。冰箱里还有上个月剩下的少量抗坏血酸，更换后还是不显色。判断钼酸盐配制出错。
回到实验室，重配钼酸盐试剂和盐酸（考虑洗涤用去大量盐酸）。18日，更换纯水、钼酸盐和盐酸溶液，测标样，总氮总磷测量值见图1

图1
总磷测量值正常，说明16日钼酸盐试剂问题判断正确。可是紧接着出现新问题，总氮测量值误差+15%，超出10%允许误差范围。当日校准结果及校准通常值见图2和图3，远远高于以往校准记录，超出校准值误差允许范围。

图2

图3
影响总氮零点校准结果的因素包括纯水、试剂及相关管路和检测器光源。刚刚换过纯水，会不会纯水质量有问题？通过查看上次测量检测器电压值可甄别。零点校准时检测器电压值及电压参考值见图4和图5。

图4

图5
与HJ 636-2012《总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》原理一样，哈希NPW-160 也采用双波长测量。不同的是，HJ 636-2012在275nm处测量扣除有机物，计算公式A_校=A₂₂₀-2*A₂₇₅，哈希NPW-160在254nm处扣除浊度的影响，计算过程未知。
TN-M是溶液在220nm测定吸光度时得到的电压值。TN-M B为空白电压，即纯水在220nm的测量值；TN-M M为样品用碱性过硫酸钾消解之后加盐酸的电压值，零点校准时样品即纯水；TN-M D为灭灯时测得的电压，即暗电压。TN-T 测得是254nm的吸光度，TN-T B为纯水值，TN-T M为样品值。
暗电压若低于正常值，可能是检测池污垢导致，需要清洗；若高于正常值，有可能外部光线混入检测器，应联系专业技术人员。测量时电压值如果与暗电压相差不大，说明光强不够，调试或更换光源。暗电压值正常，表示光源正常。
TN-M B正常值范围，表示纯水质量正常，不含硝酸盐、有机物、碳酸盐或碳酸氢盐等干扰物质。TN-M M值较大，表示加了过硫酸钾、氢氧化钠和盐酸等反应试剂后吸光度值增大，判断试剂有问题。
回到实验室，重配试剂，按照仪器测量程序，纯水加入过硫酸钾和氢氧化钠，125℃消解45分钟,在220和275nm检测吸光度，空白测量值0.07-0.08，超出0-0.05允许范围。滴加盐酸，吸光度值随之下降，继续滴加略有抬升。调整盐酸用量，得到以下数据（表1），证实盐酸稍稍过量的重要性。过硫酸钾在220nm处强烈吸收，高温分解，完全转化为SO₄^2-后则不对空白测量产生影响。氢氧化钠在存放、使用过程中吸收二氧化碳，而碳酸盐和碳酸氢盐在220nm也有吸收，加盐酸是为了消除这部分影响。根据表一判断，0.6ml的盐酸用量不足以消除氢氧化钠的影响。根据配方配制的盐酸之所以用量不足，可能是存放时间太久，挥发导致浓度下降。

盐酸用量对总氮测量的影响（表1）

水样(ml)	20g/L过硫酸钾(ml)	80g/L NaOH(ml)	1+7.5HCl (ml)	A₂₂₀	A₂₇₅	A₂₂₀-2* A₂₇₅
5	1.5	0.5	0	0.5386	0.0049	0.5288
5	1.5	0.5	0	0.5084	0.0044	0.4996
5	1.5	0.5	0.6	0.0798	0.0043	0.0712
5	1.5	0.5	0.7	0.0123	0.0059	0.0005
5	1.5	0.5	0.8	0.0074	0.0039	-0.0004
5	1.5	0.5	0.9	0.0102	0.0039	0.0024
5	1.5	0.5	1.0	0.0132	0.0061	0.0010

调整盐酸浓度为1+5.5，校准及质控样测量结果见图6、7、8、9，5月16日上午10点钟测量值总氮1.34mg/L,总磷0.14mg/L，符合质控误差允许（质控样浓度值：总氮1.26mg/L总磷0.15mg/L）。

图6

图7

图8

图9
4月16日出现数据异常，5月11日校准通过，5月16日确认，此次故障处理将近花费一个月时间。一是因为没经验，因为我们只用优级纯的过硫酸钾、氢氧化钠和盐酸，维护也比较精心，运行5年，很少故障。但是NPW-160这个仪器，管路又细又长，布设错综复杂，测量程序繁琐费时，一旦发生异常，排查非常困难。
首先，更换纯水后，需要将缓冲容器的纯水调换为新的纯水，并保证下次测量纯水足量，因此，纯水排出及纯水注入是必要的操作。为保证下次测量用上新纯水，建议重复多次!
试剂注入，一为试剂管路调换新的试剂；二可去掉试剂泵的气泡；三，当反应槽注入各试剂之后，还有纯水洗涤反应槽的功能。一次试剂注入历时8分钟，为保证管路充满新鲜试剂，建议重复多次!
校对，一次零点(标准)校对时间大约1小时，为保证校准结果准确可靠，一般采用校准3次删除1次，一次完整的校准时间5-6小时。
加热分解槽洗涤，利用氮测量的盐酸溶液洗涤槽内和管内附着的污秽，历时30分钟。
据说，异常停止紧急清洗更彻底，建议使用，花的时间更长一些。
综上所述，一次正常的维护，包括更换纯水、试剂，做零点、标准校正，超过8小时。水自动监测站一般地处偏远，我们这个站距离单位往返时间超过2小时，中间还要花2个小时出去吃午饭。真正工作时间非常有限。很多人说这款仪器难维护，难在每道工序都很费时，遇到故障，排查需要花上很多工作日时间。本文我写下正确的判断及处理方法，仅供大家参考，而更多的错误和折腾，留待自己慢慢反思。

分
该帖子已被版主-郭景祎加10积分，加2经验;加分理由:支持原创

相关话题