連續流動分析法和納氏試劑分光光度法測定地表水氨氮的比較研究

摘要：采用連續流動分析法和納氏試劑分光光度法對地表水中的氨氮進行測定和比較，兩者測定結果有較大差別。連續流動分析法測定的氨氮濃度總體低于納氏試劑分光光度法。鑒于地表水成分復雜，使用納氏試劑分光光度法測定過程中雖經絮凝處理，但可能仍不能屏蔽全部金屬離子的干擾，對氨氮濃度測定的準確性有一定影響，而流動分析方法是基于水楊酸分光光度法，使用檸檬酸三鈉作為掩蔽劑，有效屏蔽了金屬離子的干擾，且具有試劑安全、操作簡便、分析速度快、檢測精準度高等特點，建議推廣流動分析法測定地表水中的氨氮。

關鍵詞：流動分析法;納氏試劑分光光度法;水質;測定;氨氮

中圖分類號：X832 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）11-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.039

Comparative study on continuous flow analysis and Nesslers reagent spectrophotometry in determination of ammonia nitrogen in surface water

Zhang Zhenyu

（Shanghai Putuo Environmental Monitoring Station，Shanghai 200062，China）

Abstract：The continuous flow analysis and Nesslers reagent spectrophotometry were used to determine the content of ammonia nitrogen in surface water.There is some difference between the two methods.Concentration determined by continuous flow analysis was generally lower than that by Nesslers reagent spectrophotometry.Given the complex composition of surface water，although flocculation treatment is used in the process of determination with Nesslers reagent spectrophotometry， the interference of all metal ions cannot be guaranteed to be shielded，so it maybe still has certain influence on the accuracy of determination.However，continuous flow analysis is based on the salicylic acid spectrophotometry.As a masking agent，trisodium citrate effectively blocks the interference of metal ions.So continuous flow analysis has the characteristics of safe reagent，simple operation， fast analysis speed and high detection accuracy.It is suggested to popularize the continuous flow analysis for the determination of ammonia nitrogen in surface water.

Key words：Continuous flow analysis;Nesslers reagent spectrophotometry; Water quality;Determination;Ammonia nitrogen

經過幾輪環保三年行動計劃的實施，我國各地區的環境生態狀況明顯改善，城市地表水污染因子濃度水平明顯下降。要保持地表水的良好水質，水體中污染因子控制依然是水生態文明建設中極為重要的一環。水污染因子中氨氮含量高不僅會造成水體黑臭、景觀惡劣，有時還會導致水生生物大面積死亡。因此，作為評價水質優劣的重要指標之一，氨氮一直是監測部門的必測項目。

本文采用連續流動分析法和納氏試劑分光光度法測定地表水的氨氮濃度，對其結果進行了比較，認為連續流動分析法試劑安全、操作簡便、測定結果受干擾少，更接近真值，是值得廣泛推廣使用的方法。

1 材料和方法

1.1 樣品采集和保存

采集地表水水樣加入具塞玻璃瓶中，立即加入硫酸使水樣酸化至pH<2固定，運輸及保存過程中始終加蓋密閉。采樣后24h內進行測定。

1.2 實驗儀器與試劑制備

納氏試劑分光光度法使用北京普析通用儀器有限責任公司生產的TU-1901紫外可見光分光光度計。納氏試劑為德國默克股份兩合公司生產的納氏試劑。其他試劑按照HJ/535-2009[1]配置。

連續流動分析法使用德國SEAL分析儀器有限公司的AutoAnalyzer3（AA3）連續流動分析儀。其試劑按照德國SEAL分析儀器有限公司提供的方法配制。

其他實驗室常用設備：上海安亭科學儀器廠制造的TDL-40B臺式離心機;梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司的AL204型電子天平，100mL、50mL具塞比色管等。

實驗室用水為新制備無氨水。

1.3 樣品預處理

根據納氏試劑分光光度法，清潔無色水樣無須預處理即可直接顯色測定。但是工作中發現，采集的低濃度地表水樣品，雖然外觀清潔但成分復雜，干擾因子的存在常使未經預處理的水樣在加入納氏試劑后產生渾濁而不能比色，因此，將所有水樣做絮凝處理。絮凝方法是：取100mL水樣，加入1mLρ=100g/L的硫酸鋅溶液和0.1～0.2mLρ=250g/L的氫氧化鈉溶液，調節pH約為10.5，搖勻，放置沉淀后，在離心機中以4 000轉離心5min，取上清液進行分析。

1.4 方法原理

納氏試劑分光光度法：以游離態的氨或銨離子等形式存在的氨氮與納氏試劑反應生成淡紅棕色絡合物，該絡合物的吸光度與氨氮含量成正比，于波長420nm處測量吸光度，然后手工計算氨氮濃度。

連續流動分析法：連續流動分析儀采用空氣片段連續流動分析技術進行自動樣品分析，系統中以硝普鈉作為催化劑，樣品與水楊酸鈉和二氯異氰尿酸鈉（DCI）反應生成藍色化合物，進入恒溫流動檢測池在660nm波長下進行光度檢測，自動計算出氨氮濃度。

2 測定結果

2.1 標準曲線繪制

使用從環保部標準樣品研究所購買的氨氮標準儲備液，配制濃度為10mg/L的標準工作液，按照HJ535-2009國標方法和連續流動分析標準方法分別繪制標準工作曲線（表1）。

2.2 地表水樣品濃度測定

測定19個地表水樣品。連續流動分析法分別測定絮凝和未絮凝的樣品，納氏試劑分光光度法只測定絮凝后的樣品。

3 結果

對19個地表水樣品使用不同方法測定的氨氮濃度及各方法之間的差值d如表2所示。對用連續流動分析法測定的絮凝和未絮凝樣品的氨氮濃度、用納氏試劑分光光度法測定絮凝后的樣品和連續流動分析法測定未絮凝樣品的氨氮濃度分別進行雙側t-檢驗，公式如下：

標準偏差：

3.1 流動分析法測定絮凝和未絮凝樣品的氨氮濃度的差異顯著性檢驗

根據統計學t檢驗，若兩種方法的測定結果無差別，則差值d的總體均數ud應為零。

做無效假設H0：ud=0，備擇假設H1：ud≠0。確定檢驗水準α=0.05。

樣品數n=19，自由度υ=18，∑d1=0.371，∑d12=0.175，=∑d1/n=0.0195，計算得到標準偏差Sd1=0.0964，t1=0.882。

查t臨界值表，按α=0.05檢驗水準得t0.05/18=2.101，而t=0.8820.05，檢驗結果不拒絕無效假設H0，所以認為用連續流動分析法測定絮凝和未絮凝的地表水樣品氨氮濃度無顯著性差異。

3.2 納氏試劑分光光度法測定絮凝后的樣品和連續流動分析法測定未絮凝樣品氨氮濃度的差異顯著性檢驗

根據統計學t檢驗，若兩種方法的測定結果無差別，則差值d的總體均數ud應為零。做無效假設H0：ud=0，備擇假設H1：ud≠0。確定檢驗水準α=0.05。

樣品數n=19，自由度υ=18，∑d2=2.027，∑d22=0.731，=∑d2/n=0.107，計算得到標準偏差Sd2=0.169，t2=2.76。查t臨界值表，按α=0.05檢驗水準得t0.05/18=2.101，而t2=2.76> t0.05/18，P<0.05，檢驗結果拒絕H0，支持備擇假設H1，所以認為連續流動分析法和納氏試劑分光光度法測定地表水的氨氮濃度差異顯著。

4 結論

（1）地表水污染因子情況較為復雜，本實驗中的樣品為氨氮濃度<2mg/L的低濃度地表水，納氏試劑分光光度法測定時需取全樣測定，若鈣鎂等金屬離子含量高，即使進行了絮凝處理，也不能完全屏蔽掉金屬離子的干擾，加入酒石酸鉀鈉后仍然有些樣品產生渾濁，或無法比色，或造成測定濃度偏高。研究顯示絮凝沉淀法對于廢水中干擾物質的去除沒有蒸餾法效果理想[2]。但是蒸餾法過于繁瑣，耗時、費力，勞動強度較高，對于大批量的地表水樣品測定來說不實用。

（2）流動分析法靈敏度高，精密度好，準確度高，自動化程度高，操作簡單快捷[3]。本實驗使用連續流動分析法不僅測定了地表水的未絮凝樣品，也對其絮凝樣品進行了測定，結果顯示濃度差異不顯著，即絮凝與否不會對測定結果造成影響，樣品可直接進行測定。而采用納氏試劑分光光度法測定絮凝樣品的氨氮濃度，結果顯著差別于連續流動分析法，有些樣品濃度顯著高于連續流動分析法測定的濃度，因而認為連續流動分析法檢測結果更接近真值。

（3）另外，若自行配制納氏試劑，不僅步驟繁瑣，而且含汞試劑用量多少不易把握，影響方法的靈敏度。目前，因含汞試劑毒性較大，我國對其控制日趨嚴格，購買日趨困難。本測定中使用的納氏試劑為德國進口產品，價格不菲。南方地區河道豐富，地表水水質監測任務重，頻率高，含汞廢水的收集和處理容易造成二次污染。而連續流動分析法是基于水楊酸分光光度法設計的，不涉及有毒試劑，環境影響友好，效率高，極大地減輕了檢測人員的勞動強度，如果測定結果的確真實地反映了地表水氨氮的濃度水平，值得廣泛推廣。

參考文獻

[1]HJ535-2009，水質 氨氮的測定 納氏試劑分光光度法[S].2009.

[2]崔勇，黃維娜.不同預處理方法對納氏試劑比色法測定水中氨氮影響分析[J].治淮，2009（12）：57-58.

[3]徐文.連續流動注射分光光度法測定水中氨氮的應用研究[J].安徽預防醫學雜志，2019（01）：43-45+68.

收稿日期：2020-09-21

作者簡介：張臻宇（1969-），女，漢族，碩士研究生，中級工程師，研究方向為環境監測。