氨氮在線儀在黃河水環境監測中的應用研究

索賡

摘要：本文采用氨氮在線儀與實驗室（納氏試劑分光光度法HJ 535-2009）兩種方法對不同水期黃河水體中氨氮進行比對試驗來說明在線儀器的適應性、先進性，同時進行標準樣品、加標回收率等測定判定在線儀的準確性。氨氮在線儀測定黃河水環境中的氨氮，通過大量試驗證明，該儀器具有快速、準確、靈敏、干擾少等特點。

Abstract： This article uses ammonia nitrogen online instrument and laboratory （Nessler's reagent spectrophotometry HJ 535-2009） two methods to compare the ammonia nitrogen in the water body of the Yellow River in different water periods to illustrate the adaptability and advancement of the online instrument. The accuracy of the online instrument is determined by the determination of the standard sample and the recovery rate of the spike. The ammonia nitrogen on-line instrument measures the ammonia nitrogen in the water environment of the Yellow River. A large number of experiments have proved that the instrument has the characteristics of fast， accurate， sensitive and less interference.

關鍵詞：氨氮在線儀;黃河水環境;監測;應用

Key words： ammonia nitrogen online instrument;Yellow River water environment;monitoring;application

中圖分類號：X832 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）24-0213-02

0 ?引言

氨氮常以游離態形式存在于水體中，有時以銨離子形式存在，它是來源于進入水體中含尿素化肥或者復雜的有機氮化合物經微生物分解后的最終產物，可被氧化成為亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。

1 ?氨氮實驗室與在線儀測定水體中氨氮基本原理

1.1 實驗室（納氏試劑分光光度法HJ 535-2009）測定原理

以游離態的氨或銨離子等形式存在的銨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。

水體中如含有懸浮物、余氯、鈣鎂等金屬離子、硫化物和有機物時，對比色測定有干擾，可用絮凝沉淀法除去懸浮物對測定的影響，加入適量的硫代硫酸鈉溶液去除余氯，加入酒石酸鉀鈉可消除鈣鎂等金屬離子的干擾。

1.2 在線儀測定原理

在堿性介質中氨根離子（NH4+）會轉化為氨氣（NH3），氨氣分子可以通過氣體選擇性透過膜并產生pH值的變化，該pH值變化由pH電極來進行檢測。pH電極的斜率遵循Nernst定律。可簡單表述如下：

log（NH4濃度）=校準系數×測量信號值

揮發性胺的存在會導致測量結果值偏高。膜上吸附了脂肪、油和油脂會導致測量結果偏低，而且會產生錯誤的校準因子。

2 ?監測結果分析與判定

取平水期（3月、4月、5月、6月）、豐水期（7月、8月、9月、10月）、枯水期（上年11月和12月、1月、2月）黃河水樣，自然澄清30分鐘，采用虹吸法抽取上清液混勻后，取兩份樣品，其中一份用于在線儀器測定;另一份水樣加絮凝劑后，用于實驗室測定。同時兩種方法均測定回收率。

監測結果見表1《平水期氨氮在線儀、實驗室監測結果對照表》、表2《豐水期氨氮在線儀、實驗室監測結果對照表》、表3《枯水期氨氮在線儀、實驗室監測結果對照表》。

2.1 黃河不同水期監測

從表1、表2、表3中可以看出，測定黃河水體平水期、豐水期、枯水期中氨氮，其測定結果的相對偏差均在10%范圍之內。說明在線監測與實驗室監測結果的符合程度較高。

2.2 標準樣品的監測

采用水利部水環境監測評價研究中心提供的標準樣品，其標準值及不確定度為0.664±0.033（mg/L），其范圍0.697～0.631mg/L。氨氮在線儀測定結果為0.67mg/L（因該儀器只能測到小數點后兩位），說明測定結果準確度較高。實驗室標準方法測定的結果為0.652mg/L，在其允差范圍之內。

2.3 加標回收率監測

用加標回收率來評價分析方法和測量系統的準確度。從監測結果可以看出，在線儀測定的回收率均在質量控制要求的范圍之內，說明它的準確性很高。實驗室標準方法測定的回收率在90～110%之間，符合《水環境監測規范》（SL219-2013）及《黃河流域水質監測資料整刊辦法》中規定。詳見表1、表2、表3所示。

2.4 在線儀與實驗室測定結果比對

從監測結果可看出，對同一水樣，在線儀測定值同實驗室測定值的相對偏差在8%以內的占測定總數94.7%以上。符合《水環境監測規范》（SL219-2013）中規定。

2.5 數理統計檢驗監測結果

把不同的兩種方法測定同一水樣，當成同一樣本，進行t檢驗，分別計算各方法的標準偏差、平均值及t值，比較兩方法間有無顯著性差異。

對于平水期氨氮測定結果，用表1數據計算：

在線儀法n1=19 ?s1=0.16654 ?X1=1.508

實驗室（標準法）n2=19 ?s2=0.21125 ?X2=1.478

假設：兩種方法測定結果無顯著性差異

經計算：t=0.47

查t值表：t0.05（36）=2.03

由于t0.05

判斷結果：兩種方法測定結果無顯著性差異。

同理，對于豐水期氨氮測定結果，用表2數據計算：

t=0.25，查t值表：t0.05（40）=2.02

t0.05

結論：兩種方法測定結果無顯著性差異。

同理，對于枯水期氨氮測定結果，用表3數據計算：

t=1.44，查t值表：t0.05（18）=2.10

t0.05

結論：兩種方法測定結果無顯著性差異。

總之，不論是平水期、豐水期還是枯水期，實驗室（標準法）和在線儀方法對同一黃河水體測定，其結果均無顯著性差異，說明在線儀可替代替實驗室標準方法測定，從而顯示了氨氮在線儀的適應性、先進性和準確性。

3 ?提高比測試驗結果準確性的關鍵環節

需用無氨水沖洗多次沖洗中速濾紙;用氫氧化鈉調節水樣的pH值為10.5;納氏試劑的配制;嚴格按照比色時間進行比色;及時添加標準液;保護氨電極的膜塊，經常檢查氨電極是否通過校正，如未通過，則重新校正。

4 ?結語

通過對幾種不同濃度的黃河水體中氨氮的比測可以看出：在線儀和實驗室標準方法有較高的可比性，兩者之間經統計學檢驗均無顯著性差異，從而顯示了在線儀的適用性、先進性和準確性，可用在線儀替代實驗室標準監測方法，該儀器具有快速、準確、靈敏、干擾少等特點，能準確迅速捕捉到黃河水環境受到氨氮污染信息，為黃河水資源保護起到“哨兵”、“耳目”的作用，該氨氮在線儀可在黃河水體中推廣應用。

參考文獻：

[1]黃鴻恩編.數理統計方法在環境分析中的應用.

[2]中國環境監測總站編.環境水質監測質量保證手冊.

[3]北美儀器咨詢有限公司譯.氨氮、硝酸鹽氮在線監測儀操作手冊.