檢測管法與納氏試劑光度法測定氨氮的比較研究

王玲玲，王媛媛，王 盈，謝志廣

(河南省環(huán)境監(jiān)測中心，河南 鄭州 450004)

氨氮是指水中以游離氨 (NH3)和銨離子(NH+4)形式存在的氮。氨氮主要來源于人和動物的排泄物、雨水徑流以及農(nóng)用化肥的流失。另外，氨氮還來自化工、冶金、石油化工、油漆顏料、煤氣、煉焦、鞣革、化肥等工業(yè)廢水。氨氮毒性與水體的pH值及水溫有密切關(guān)系，一般情況，pH值及水溫愈高，毒性愈強(qiáng)。氨氮是水體中的營養(yǎng)素，可導(dǎo)致水富營養(yǎng)化現(xiàn)象產(chǎn)生，是水體中的主要耗氧污染物，對魚類及某些水生生物有毒害。水中的氨氮可以在一定條件下轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，如果長期飲用，水中的亞硝酸鹽和蛋白質(zhì)結(jié)合形成強(qiáng)致癌物質(zhì)亞硝胺，對人體健康極為不利。測定水中的氨氮，有助于評價(jià)水體被污染和“自凈”狀況，為相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保工作服務(wù)。

檢測管法以簡單、快捷、準(zhǔn)確、方便的技術(shù)特性廣泛應(yīng)用于水質(zhì)優(yōu)先物的日常監(jiān)測、水污染事故的現(xiàn)場應(yīng)急檢測、衛(wèi)生防疫、工農(nóng)業(yè)用水及排水等水質(zhì)的現(xiàn)場檢測。尤其在水質(zhì)環(huán)境條件較差、工作面大、檢測任務(wù)繁重或應(yīng)急檢測中，檢測管法具有更加明顯的技術(shù)優(yōu)勢，有一定的適用性;另一方面由于檢測管僅僅是現(xiàn)場快速半定量測定水中較高濃度污染物，因此該方法也有應(yīng)用領(lǐng)域和范圍的局限性，在方法準(zhǔn)確性與精密度方面和實(shí)驗(yàn)室檢測常規(guī)方法還存在一定的差距。本文以氨氮真空玻璃檢測管法和納氏試劑光度法 (HJ 535－2009)進(jìn)行檢出限、精密度、準(zhǔn)確度，以及實(shí)際樣品測試方面的比較，為檢測管法在實(shí)際監(jiān)測中的應(yīng)用提供了技術(shù)依據(jù)和理論依據(jù)，有助于提高水質(zhì)氨氮現(xiàn)場監(jiān)測的能力和效率，為水環(huán)境保護(hù)提供及時(shí)有效的技術(shù)支撐手段。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

電子比色計(jì):測定顯色后檢測管光強(qiáng)所對應(yīng)的濃度，或其他同等光度儀。

檢測管:玻璃材質(zhì)，真空封裝一定量的試劑。

納氏試劑光度法所需儀器和試劑按照HJ 535－2009準(zhǔn)備和配制。

1.2 試驗(yàn)方法

按照HJ/T 91和HJ/T 164等相關(guān)規(guī)定進(jìn)行水樣的采集。

根據(jù)水樣中氨氮的含量選擇合適規(guī)格的真空玻璃檢測管。取適量水樣加入燒杯中 (50ml、100ml或200ml)，將檢測管插入液面下至少1cm，使用配備的專用工具將前端毛細(xì)管在水樣液面下折斷，管內(nèi)負(fù)壓即刻將水樣定量吸入管中，(吸入時(shí)間約需1～5s，至管中液體充滿，只留下一直徑約4～8mm氣泡空間);取出檢測管并上下倒置幾次，使管中氣泡上下移動而使液體反應(yīng)均勻，反應(yīng)2～5min后，將檢測管插入電子比色計(jì)插孔測量。有色化合物顏色的深淺與水樣中的待測物含量成正比。通過電子比色計(jì)，直接讀出水樣中待測物的含量。

納氏試劑光度法測定氨氮參見《水質(zhì)氨氮的測定納氏試劑分光光度法》(HJ 535－2009)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

檢測管法通過電子比色計(jì)，直接讀出結(jié)果，以mg/L表示。如果樣品經(jīng)過稀釋，最后的測定結(jié)果應(yīng)乘以稀釋倍數(shù)。

納氏試劑光度法結(jié)果計(jì)算方法參見HJ 535－2009。

2 結(jié)果與討論

2.1 檢出限

檢測管法檢出限的測定方法是在廠家給出的檢出限附近，在無氨水中加標(biāo)，配置空白加標(biāo)樣品，平行測定6次，當(dāng)測定結(jié)果穩(wěn)定在配置濃度的±20%內(nèi)時(shí)，這個(gè)加標(biāo)濃度即可視為該項(xiàng)檢測管的檢出限。

測定結(jié)果見表1。由結(jié)果可知，在廠家設(shè)定的檢出限以下是測不到結(jié)果的，測試檢出限和廠家給出的檢出限一致，氨氮檢測管的檢出限為0.2mg/L。HJ 535－2009中當(dāng)水樣體積為50ml，使用20 mm比色皿時(shí)，方法檢出限為0.025 mg/L。檢測管法的檢出限約是HJ 535－2009納氏試劑光度法的10倍，所以當(dāng)水中氨氮濃度較低的時(shí)候，選用國標(biāo)方法更為合適。表2列出的是氨氮的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，可知氨氮檢測管能夠滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，但是對于《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的要求不能夠達(dá)到。

表1 氨氮檢測管法的檢出限測定結(jié)果

表2 氨氮的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和污染物排放標(biāo)準(zhǔn)

2.2 精密度

檢測管法精密度的測定是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)分別對高、中、低3種濃度的目標(biāo)物進(jìn)行6次平行測定。測定結(jié)果見表3。

由結(jié)果可知，檢測管法精密度測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0%～5.8%，能夠滿足測試需求。

表3 氨氮檢測管法的精密度測定結(jié)果

2.3 準(zhǔn)確度

檢測管法準(zhǔn)確度的測定是選取有代表性的一種地表水和一種工業(yè)廢水，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對兩種實(shí)際樣品分別進(jìn)行了6次加標(biāo)試驗(yàn)測定。測定結(jié)果見表4。

由結(jié)果可知，檢測管法準(zhǔn)確度測定的加標(biāo)回收率為93%～124%，能夠滿足測試需求。

表4 氨氮檢測管法的準(zhǔn)確度測定結(jié)果

2.4 實(shí)際樣品測試比較

選取11種實(shí)際樣品水樣用檢測管法與HJ 535－2009納氏試劑光度法同步測定，結(jié)果見表5。

由結(jié)果可知，把納氏試劑光度法 (HJ 535－2009)的測定值作為真值，檢測管法測定氨氮的相對誤差為－37.8%～11.8%，能夠滿足半定量測試的需求。

表5 氨氮檢測管法和納氏試劑光度法的測定結(jié)果比較 (mg/L)

3 結(jié)論

(1)氨氮檢測管的檢出限為0.2mg/L，空白加標(biāo)精密度測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0%～5.8%，空白加標(biāo)回收率為93%～124%。

(2)和納氏試劑光度法同步分析實(shí)際水樣，檢測管法和光度法測定結(jié)果相對誤差為－37.8% ～11.8%，能夠滿足半定量測試的需求。

［1］郁建橋．環(huán)境污染事故應(yīng)急監(jiān)測裝備的配置思路［J］．環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2007，(2)．

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［3］師忠東．突發(fā)性環(huán)境污染事故應(yīng)急監(jiān)測體系的建立 ［J］．山西化工，2006，(6)．

［4］石秋池．從美國“9·11”之后為保護(hù)飲用水水源地所做的工作看我國飲用水水源地應(yīng)急保護(hù)中的問題 ［J］．水資源保護(hù)，2003，(5)．

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［6］GB3838－2002，地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) ［S］．

［7］GB8978－1996，污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) ［S］．

［8］GB/T14848－1993，地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) ［S］．