工業(yè)廢水中氨氮含量常用檢測方法分析

高檢法，周 英

（新疆華泰重化工有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830019）

1 氨氮檢測方法及原理介紹

測定氨氮的方法很多，通常有鈉氏試劑比色法、氣相分子吸收法、苯酚-次氯酸鹽比色法、電極法、離子色譜法等。國內主要采用氨氣敏電極法以及水楊酸比色法，納氏試劑比色法等。

1.1 氨氣敏電極法

1.1.1 測量原理

在pH 值大于11的環(huán)境下，銨根離子向氨轉變，氨通過氨敏電極的疏水膜轉移，造成氨敏電極的電動勢的變化，儀器根據(jù)電動勢的變化測量出氨氮的濃度。

1.1.2 檢測步驟

（1）用新的水樣沖洗測量水樣、試劑體積的容器和電極安裝管。

（2）使用蠕動泵進樣。水樣并不直接與蠕動泵管接觸，有1個空氣緩沖區(qū)。進樣的體積由1個可視測量系統(tǒng)控制。

（3）與進樣相同，輔助試劑也通過蠕動泵投加，并由可視測量系統(tǒng)控制加藥體積。

（4）通過鼓泡，混合水樣和試劑。

（5）由測量系統(tǒng)自動控制反應時間。

（6）殘液由蠕動泵排出。

（7）在用戶自定義的測量周期中，分析儀會利用內置的校準標液和清洗溶液自動校準和清洗。

1.2 鈉氏試劑比色法

1.2.1 測量原理

碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應生成淡紅棕色膠態(tài)化合物，其色度與氨氮含量成正比，通常可在波長410～425 nm 范圍內測其吸光度，計算其含量[2]。

1.2.2 檢測步驟

（1）水樣預處理：取250 mL 水樣，如氨氮含量較高，可取適量并加水至250 mL，使氨氮含量不超過2.5 mg，移入凱氏燒瓶中，加數(shù)滴溴百里酚藍指示液，用氫氧化納溶液或演算溶液調節(jié)至pH 值為7左右，加入0.25 g 輕質氧化鎂和數(shù)粒玻璃珠，立即連接氮球和冷凝管，導管下端插入吸收液液面下.加熱蒸餾，至餾出液達200 mL 時，停止蒸餾，定容至250 mL。

（2）標準曲線的繪制：吸取0，0.50，1.00，3.00，7.00和10.0 mL 銨標準使用液分別于50 mL 比色管中，加水至標線，加1.0 mL 酒石酸鉀溶液混勻，加1.5 mL 納氏試劑，混勻.放置10 min 后，在波長420 nm處，用光程20 mm 比色皿，以水為參比，測定吸光度，由測得的吸光度，減去零濃度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，繪制以氨氮含量（mg）對校正吸光度的標準曲線。

（3）水樣的測定。分取適量經(jīng)絮凝沉淀預處理后的水樣（使氨氮含量不超過0.1 mg），加入50 mL 比色管中，稀釋至標線，加0.1 mL 酒石酸鉀鈉溶液，以下同標準曲線的繪制；分取適量經(jīng)蒸餾預處理后的餾出液，加入50 mL 比色管中，加一定量1 mol/L 氫氧化鈉溶液，以中和硼酸，稀釋至標線.加1.5 mL 納氏試劑，混勻，放置10 min 后，同標準曲線步驟測量吸光度。

（4）空白實驗。以無氨水代替水樣，做全程序空白測定。

（5）由水樣測得的吸光度減去空白實驗的吸光度后，從標準曲線上查得氨氮量（mg）后，按下式計算：氨氮（N，mg/L）=m/V×1 000，式中，m 為由標準曲線查得的氨氮量，mg；V 為水樣體積，mL。

（6）注意事項。納氏試劑中碘化汞與碘化鉀的比例對顯色反應的靈敏度有較大影響。靜置后生成的沉淀應除去；濾紙中常含痕量銨鹽，使用時，注意用無氨水洗滌，所用玻璃皿應避免實驗室空氣中氨的玷污。

2 氨氮檢測方法的對比

2.1 電極法

（1）響應時間短，可實現(xiàn)連續(xù)測試，最快只要3 min，1 mg/L 以下低量程精細測量最長為10 min。

（2）測試量程廣，從零至10 000 mg/L NH4-N，只用1支電極就可實現(xiàn)全量程測試，儀器可自動切換量程，自動調整分辨率。

（3）最低檢出限為0.05 mg/L。

（4）抗干擾能力強，不受色度、濁度干擾，無需額外補償。

（5）進樣無特殊要求。

（6）試劑操作成本低，電極法無需顯色試劑，電極使用壽命長。主要為測量試劑成本，若試劑配方公開后，此項成本更低。

（7）壽命：電極使用壽命長，更換電極成本較低

2.2 比色法

（1）響應時間長，只能批式測試，需等待顯色反應完成后才能測試。一次測量至少需要30 min 以上。

（2）測試量程空或量程分段。更換量程時，需更換新的儀器（由比色池來決定量程），分辨率低。

（3）最低檢出限為0.2 mg/L。

（4）易受樣品色度、濁度干擾，且易受周邊環(huán)境溫度、濕度等條件變化的影響。

（5）進樣要求嚴格，以免污染光學元件，以及影響吸光度測試。

（6）試劑成本較高。

（7）光源易老化，更換光源成本高，比色池應定期更換。

3 實際應用及結論

華泰化工公司利用電極法檢測原理的氨氮監(jiān)測設備對污染源排放點工業(yè)廢水進行氨氮監(jiān)測，設備投用一年來，每2周抽取水樣與實驗室（采用比色法）水樣比對結果，偏差基本在允許范圍內。維護量為每周對電極進行校準，每月更換電解液及膜，每半年更換標液及試劑，無需測試廢試劑，無需對廢試劑二次處理。但隨著設備使用時間的延長，電極的檢出靈敏度有所下降，需增加電極的校準頻次。

2013年6-8月電極法與實驗室比色法幾組數(shù)據(jù)對比情況見表1。

表1 電極法與實驗室比色法數(shù)據(jù)對比 mg·L-1

納氏試劑比色法是氨氮測定的經(jīng)典方法，但易受水中懸浮物和有色離子的干擾，需進行預處理。使用的試劑毒性較大對環(huán)境產生一定的污染。電極法通常不需要對水樣進行預處理，其測定范圍廣、快速，不易受到干擾。現(xiàn)代化的工業(yè)企業(yè)監(jiān)測發(fā)展方向要求儀器小型化、人性化、易操作、易維護。結合中國監(jiān)測發(fā)展的現(xiàn)狀，電極法是一種理想的選用方法，它快捷簡單投入資金少，但電極的壽命和穩(wěn)定性還有待進一步提高，總體來說，電極法是值得推廣的氨氮監(jiān)測方法。

［1］環(huán)境保護部科技標準局.水污染連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)運行管理－（試用）.北京：化學工業(yè)出版社，2008.

［2］國家環(huán)境保護總局《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法.中國環(huán)境科學出版社，2002.