工業(yè)用水中氨氮的兩種測(cè)定方法的對(duì)比研究

呂麗麗

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局測(cè)試中心 烏魯木齊 830026）

氨氮是水和廢水監(jiān)測(cè)中的一項(xiàng)重要指標(biāo)，氨氮對(duì)人體和水生物危害極大[1]。一是因?yàn)榘钡谒w中硝化作用的產(chǎn)物硝酸鹽和亞硝酸鹽對(duì)飲用水有很大危害，進(jìn)而可能對(duì)人體造成健康危害。二是氨氮的毒性對(duì)水生物產(chǎn)生危害作用，降低其生產(chǎn)速度和繁殖能力，甚至導(dǎo)致其死亡。因此檢測(cè)水體中氨氮的含量對(duì)控制環(huán)境質(zhì)量有非常重要的意義[2]。目前，水中氨氮的測(cè)定方法有納氏試劑分光光度法、水楊酸分光光度法、流動(dòng)注射-水楊酸分光光度法、氣相分子吸收光譜法等[3]。相比較而言，納氏試劑分光光度法作為傳統(tǒng)經(jīng)典方法，具有操作簡便、快速、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，可適用于地表水、地下水、生活污水中氨氮的測(cè)定，被廣泛應(yīng)用于我國的環(huán)境監(jiān)測(cè)和科學(xué)研究工作中[4]。流動(dòng)注射法作為新發(fā)展起來的方法，具有環(huán)境友好、無污染、高效連續(xù)、適合大批量樣品的分析等特點(diǎn)。本文對(duì)兩種方法進(jìn)行比較，顯示兩種方法都適合于氨氮的準(zhǔn)確測(cè)定，納氏比色法在測(cè)定方面更穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，用時(shí)少，周期短，而流動(dòng)注射法的檢出限更低，環(huán)境更友好，避免使用有毒試劑，適合大批量的環(huán)境水樣分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器和試劑

U-3010 紫外分光光度計(jì)（日本日立公司），配有1cm和3cm比色皿。

iFA7 全自動(dòng)多參數(shù)流動(dòng)注射分析儀（北京吉天儀器）。

所用試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為18.3MΩ*cm的超純水。

氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液為北京北方偉業(yè)計(jì)量技術(shù)研究院GBW(E)083304標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000 mg/L)。

1.2 水樣預(yù)處理

無色澄清的水樣可直接測(cè)定，色度、渾濁度較高和含干擾物質(zhì)較多的水樣需經(jīng)過蒸餾或絮凝沉淀等預(yù)處理步驟。所有樣品采樣后立即加硫酸酸化至pH＜2，在24h 內(nèi)測(cè)定，測(cè)定時(shí)中和至中性。

1.3 試驗(yàn)方法

納氏試劑比色法的原理是碘化汞與碘化鉀的堿性溶液與游離氨生成淡紅棕色膠狀化合物。測(cè)定氨氮要準(zhǔn)確測(cè)定氧化二汞碘化氨絡(luò)合物。試劑有無氨水，納氏試劑，氫氧化鈉溶液，硫酸鋅溶液，酒石酸鉀鈉溶液。分取適量預(yù)處理過的水樣50mL 于50 毫升比色管中，加入1.0mL 酒石酸鉀鈉溶液，搖勻后加入1.0mL 納氏試劑，搖勻放置10min后，以純水為參比，于波長420nm處測(cè)量吸光度。以空白校正后的吸光度為縱坐標(biāo)，以其對(duì)應(yīng)的氨氮含量為橫坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線。

全自動(dòng)流動(dòng)注射分析法原理是在堿性介質(zhì)中，試料中的氨，銨離子與次氯酸根反應(yīng)生成氯胺。在50℃和亞硝基鐵氰化鈉存在的條件下，氯胺與水楊酸鹽反應(yīng)生成藍(lán)綠色化合物，于660nm 波長處測(cè)量吸光度。所用試劑有緩沖溶液R1:加入33g酒石酸鉀鈉，加水溶解，再加入24g 檸檬酸鈉，用去離子水定容至1L。水楊酸鈉-硝普鈉溶液R2:加入25g 氫氧化鈉，用去離子水溶解，再加入80g水楊酸鈉和5g硝普鈉用水定容至1L。二氯異氰尿酸鈉溶液R3：稱取4g二氯異氰尿酸鈉溶于1L容量瓶中。所有試劑使用前用0.45μm濾膜過濾并進(jìn)行脫氣處理。

啟動(dòng)流動(dòng)注射分析儀模塊及電腦后，將進(jìn)液管浸入無氨水液面下。清洗液管，將盛水樣品管置于取樣器固定架，接通各流路，泵入無氨水走基線，平穩(wěn)后進(jìn)樣繪制工作曲線。儀器工作參數(shù)見下表1。

表1 儀器工作參數(shù)

2 結(jié)果及討論

2.1 兩種方法的檢出限比較

納氏試劑比色法和全自動(dòng)流動(dòng)注射分析法按照上述方法進(jìn)行操作測(cè)定，檢出限分別按照0.02 和0.01mg/L的濃度平行測(cè)定7次算出標(biāo)準(zhǔn)偏差，由此得出檢出限。測(cè)定結(jié)果見表2。

表2 兩種方法的檢出限測(cè)定結(jié)果

2.2 兩種方法的精密度比較

本實(shí)驗(yàn)用1000 mg/L氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液作為母液，準(zhǔn)確配制0.05mg/L 和1.60mg/L 的氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別用兩種方法測(cè)定7次，精密度測(cè)定結(jié)果見表3。

表3 兩種方法的精密度測(cè)定結(jié)果

由表3 數(shù)據(jù)可以看出，兩種方法對(duì)0.05mg/L 和1.60mg/L 的氨氮溶液測(cè)定的RSD 分別小于6%和1%，在誤差允許的范圍內(nèi)，滿足實(shí)驗(yàn)室分析質(zhì)量控制要求，其中全自動(dòng)流動(dòng)注射分析的重現(xiàn)性優(yōu)于納氏試劑分光光度法。

2.3 兩種方法的準(zhǔn)確度比較

分別用納氏試劑分光光度法和全自動(dòng)流動(dòng)注射分析法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行平行測(cè)定5次，測(cè)定結(jié)果平均值分別為21.8mg/L 和21.5mg/L。標(biāo)準(zhǔn)樣品的真值是21.8±0.9mg/L，可看出，測(cè)定均值在標(biāo)準(zhǔn)值和不確定的范圍內(nèi)，兩種方法的準(zhǔn)確度均達(dá)到要求。

2.4 兩種方法的加標(biāo)回收率比較

對(duì)實(shí)際樣品進(jìn)行測(cè)定并加標(biāo)，測(cè)定結(jié)果及加標(biāo)回收率見表4。由表中結(jié)果可看出納氏試劑分光光度法的加標(biāo)回收率在90.3%～100.6%之間，全自動(dòng)流動(dòng)注射分析法的加標(biāo)回收率在95.4%～99.8%之間，均滿足水質(zhì)監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制要求[5]，表明兩種方法都適合氨氮的準(zhǔn)確測(cè)定。

表4 實(shí)際樣品測(cè)定結(jié)果及加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

3 結(jié)論

納氏試劑分光光度法和流動(dòng)注射法測(cè)定工業(yè)水體中的氨氮無明顯差異，均適合水體中氨氮的準(zhǔn)確度測(cè)定。納氏試劑分光光度法操作簡便快速，穩(wěn)定性好，干擾小，應(yīng)用廣泛。流動(dòng)注射法檢出限更低，且避免使用劇毒試劑，提高了實(shí)驗(yàn)過程的安全性，降低了二次污染，在檢測(cè)大批量樣品上優(yōu)勢(shì)突出，節(jié)約了大量時(shí)間，實(shí)現(xiàn)分析檢測(cè)數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化。在環(huán)境日益嚴(yán)峻，檢測(cè)樣品數(shù)量增加的形勢(shì)下，全自動(dòng)流動(dòng)注射法將會(huì)發(fā)揮越來越重要的作用。