氣相分子吸收光譜法測(cè)定水中的氨氮

許震宇

(太原市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，山西 太原 030002)

使用氣相分子吸收光譜法測(cè)定水中氨氮。該法具有高的靈敏度、準(zhǔn)確度和精密度，與納氏試劑分光光度法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品和實(shí)際樣品進(jìn)行分析比較發(fā)現(xiàn)，在分析復(fù)雜水樣時(shí)，受還原性或有機(jī)物等物質(zhì)的干擾比較大，在消除干擾方面還有待進(jìn)一步研究。

氣相分子吸收光譜法；納氏法；氨氮

引 言

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及試劑

1.1.1 儀器

GMA3380型氣相分子吸收光譜儀(配自動(dòng)進(jìn)樣器)，上海北裕。

1.1.2 試劑

鹽酸[1+1(體積比)]；25%(體積分?jǐn)?shù))鹽酸+30%乙醇混合溶液；40%氫氧化鈉溶液。

溴酸鹽混合儲(chǔ)備液：稱(chēng)取2.81 g溴酸鉀(KBrO3)及30 g溴化鉀(KBr)，溶解于500 mL水中，搖勻，貯存于棕色玻璃瓶中。

次溴酸鹽氧化劑：吸取6.0 mL溴酸鹽混合儲(chǔ)備液于棕色磨口試劑瓶中，加入200 mL水及12.0 mL鹽酸(1+1)，立即密塞，輕微搖勻，暗處放置5 min。之后，加入配置好的100 mL氫氧化鈉溶液(40%)，待小氣泡逸盡再使用，使用前務(wù)必充分搖勻。

1.2 實(shí)驗(yàn)原理及分析步驟

1.2.1 實(shí)驗(yàn)原理

氣相分子吸收光譜法測(cè)定水中氨氮的原理：水樣在2%～3%酸性介質(zhì)中，加入無(wú)水乙醇煮沸除去亞硝酸鹽等干擾，用次溴酸鹽氧化劑將氨及銨鹽氧化成等量亞硝酸鹽，以亞硝酸鹽氮的形式采用氣相分子吸收光譜法測(cè)定氨氮的含量。

1.2.2 樣品分析

1) 實(shí)驗(yàn)條件：鋅空心陰極燈，電流：3 mA～5 mA；載氣(空氣)流量：0.5 L/min；工作波長(zhǎng)：213.9 nm；光能量保持在100%～117%。

2) 水樣前處理：取適量水樣于樣品反應(yīng)瓶中，若樣品含有干擾物質(zhì)，加入1 mL鹽酸及0.2 mL無(wú)水乙醇，充分搖動(dòng)后加水至15 mL～20 mL，加熱煮沸2 min～3 min，冷卻，洗滌瓶口及瓶壁至30 mL，加入15 mL次溴酸鹽氧化劑，加水稀釋至標(biāo)線，密閉搖勻，室溫氧化20 min,待測(cè)。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

校準(zhǔn)曲線的繪制：在7個(gè)50 mL的容量瓶中加入0.00、2.50、5.00、10.00、15.00、20.00、25.00 mL質(zhì)量濃度為10.0 mg/L的氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液，加水至刻度線，搖勻，上機(jī)測(cè)試。測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)曲線為：y=0.080 6x+0.003 6，r=0.999 9。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1。

表1 氨氮標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2 檢出限

按照樣品分析的全部步驟，測(cè)定氨氮質(zhì)量濃度為0.00 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液7次，按《環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)值修訂技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 168-2010)中檢出限計(jì)算公式得出方法檢出限。氣相吸收光譜儀測(cè)定水中氨氮的檢出限為0.000 9 mg/L，低于納氏試劑分光光度法中的檢出限。詳見(jiàn)表2。

表2 氣相吸收光譜儀測(cè)定水中氨氮檢出限

2.3 準(zhǔn)確度

使用氣相吸收光譜儀測(cè)定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)樣品所生產(chǎn)的氨氮標(biāo)樣，測(cè)得值均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 氣相吸收光譜儀測(cè)定氨氮準(zhǔn)確度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.4 精密度

使用氣相吸收光譜儀測(cè)定上述3個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)樣品所生產(chǎn)的氨氮標(biāo)樣各6次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

2.5 比對(duì)結(jié)果

分別用本法和測(cè)定氨氮的常用標(biāo)準(zhǔn)方法納氏試劑分光光度法(HJ 505-2009)對(duì)水樣進(jìn)行分析，結(jié)果如表5。從比對(duì)結(jié)果可看出，兩種方法測(cè)定地下水、地表水中的氨氮，結(jié)果相差不大，但測(cè)定污水時(shí)，由于水樣比較復(fù)雜，測(cè)得結(jié)果比分光光度法低，有可能是由于氨氮測(cè)定時(shí)，需要先用次溴酸鹽氧化劑氧化氨氮為亞硝酸鹽，如果水體中還原性物質(zhì)過(guò)高，會(huì)消耗溴酸鹽氧化劑的量，導(dǎo)致余下的氧化劑不足以氧化樣品中的氨氮，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。解決方法：加入適量的重鉻酸鉀，以消耗水樣中的還原劑；或選用較大的稀釋倍數(shù)，稀釋后再分析；或使用儀器自帶功能蒸餾后再分析。但加入重鉻酸鉀的量、稀釋的倍數(shù)還需要進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

表4 氣相吸收光譜儀測(cè)定氨氮精密度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表5 不同方法測(cè)定氨氮結(jié)果比對(duì)表

3 結(jié)論

從以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看到,氣相吸收光譜儀法檢出限低于納氏試劑分光光度法，具有較高的準(zhǔn)確性、精密性，不受水樣色度、濁度的影響，不需使用有毒有害試劑，分析速度快，2 min即可測(cè)定1個(gè)樣品，可成批量檢測(cè)。但在分析復(fù)雜水樣時(shí)，受還原性或有機(jī)物等物質(zhì)的干擾比較大，在消除干擾方面還有待進(jìn)一步研究。

[1] 王潔屏，孫海波，許鑫紅，等.氣相分子吸收光譜法測(cè)得氨氮校準(zhǔn)曲線斜率、截距參考值研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2015(4)：127-129.

[2] 周瑋瑋.談?wù)剼庀喾肿游展庾V法測(cè)定水中氨氮的應(yīng)用[J].大東方，2016(2):199.