水質監測中氨氮測定的影響因素分析

陳小琳

北京市石景山區環境保護監測站 北京 100049

引言

為進一步解決我國水體污染的問題，我國有關部門開展了水質監測的工作，以保證水體中污染物質的含量能夠得到有效控制。其中，氨氮測定是水質監測中的重點工作內容。在實際進行氨氮含量測定時，由于受到諸多因素的影響，可能導致氨氮測定結果存在問題，因此需要對水質監測中氨氮測定的影響因素進行分析，并提出針對性的解決措施，以期進一步提升我國水質監測工作的質量。這對于做好我國的水環境治理工作，具有十分重要的現實意義。

1 氨氮測定在水質監測中的重要作用

水資源是現代社會居民賴以生存的資源。伴隨著我國社會經濟的發展和城市化建設進程的不斷加快，隨之而來的是生態環境受到了嚴重的影響，與此同時我國水資源也遭到了破壞，若不加強治理，就會導致人類的生存受到威脅。現階段，我國水資源處于嚴重匱乏的狀態，生活飲用水資源更是極度短缺，且生活用水質量嚴重下降。同時，近年來我國社會居民對飲用水質量關注度不斷提升，因此對水質進行監測是十分有必要的。

水體中氨氮污染物主要來源于生活污水、工業廢水，若將生活污水、工業廢水直接排放或未能夠嚴格按照規定的標準和要求合理控制排放，則會導致我國水體氨氮含量劇增。當氨氮增加到一定程度后，將會導致微生物的大量繁殖，使水體富氧化程度較為明顯，一旦藻類出現大量繁殖，將會引起水生動物的死亡，對水體環境的影響非常嚴重。在氧氣充足的情況下，氨氮可被微生物氧化為亞硝酸鹽氮，進而分解為硝酸鹽氮，亞硝酸鹽氮與蛋白質結合形成亞硝胺，是一種強致癌物質，對人體的健康極為不利。因此，我國有關部門必須做好水質監測中的氨氮測定，為氨氮污染處理奠定堅實的基礎，從而治理我國水環境污染的問題，這對于實現我國社會的可持續發展具有十分重要的作用[1]。

2 氨氮測定的重要技術方法

氨氮測定是水和廢水監測工作的重要項目之一。通常情況下，氨氮測定方法主要包括納氏試劑分光光度法、水楊酸分光光度法和電化學法等。其中，納氏試劑分光光度法為目前各大檢測機構普遍采用的檢測方法，其具有良好的檢測效果。

2.1 納氏試劑分光光度法

納氏試劑分光光度法是測定飲用水的重要方式，可以將游離的氨氮離子形成絡合物，對絡合物采取比色操作，進而確定氨氮的含量。通常情況，氨氮含量與色度成正比關系，需要借助分光光度法進行測定，檢出度可以達到0.05mg/L。測定過程需要在堿性環境中進行，碘化汞、碘化鉀是形成絡合物的重要試劑，使絡合物呈現紅棕色，便于氨氮檢定過程的進行。

2.2 水楊酸分光光度法

水楊酸分光度法需要基于光學法進行展開。光學法檢測是基于各種物質光學特性進行分析的一種檢測方法，具有高靈敏度、準確度等特點，在水質監測領域有廣泛應用。每種物質在某些波段會產生明顯吸收，稱為該物質的特征波段，吸光度最大的波長處會產生最大吸收波峰，而且相同的物質其含量不同，其對特征波段光的吸收度也不同[2]。水楊酸分光光度法可以滿足氨氮高精度檢測的要求。但該方法對反應試劑純度要求高、試劑添加比較嚴格，需要對試劑計量進行精準控制，避免出現實際使用不足或過量的情況，保障測定過程能夠順利進行。當檢測樣本有較高的含鹽量、氯化物以及金屬物質含量較多時，必須對檢測樣本進行蒸餾預處理。因此，該方法檢測工藝比較復雜，應用在線監測設備時，對設備自動化處理能力的要求也較高。

2.3 電化學法

電分析化學通常以電位、電流等物理參數的改變作為參照，計算出這些量的改變與被測物質濃度變化的關系，從而完成物質濃度的測量。電化學法是檢測氨氮的常用方法，通常通過電位分析法來檢測氨氮，其原理是在零電流條件下測定指示電極與參比電極間產生的電勢差，根據電勢差的變化來確定水中氨氮的濃度。電位分析法主要包括直接選擇性電極法和電位滴定法，其中，應用效果最佳的為選擇性電極法。電極法是現在氨氮在線監測設備較為常用的一種氨氮濃度測量方法，主要為氨氣敏電極法和氨離子選擇性電極法。滴定法是以甲基紅——亞甲基藍混合液作指示劑，用HCL(鹽酸)標準滴定溶液中和，檢測樣品呈微紅色時為終點。

3 水質監測中氨氮測定的影響因素研究

3.1 光波長

在進行氨氮含量測定過程中，通常會選擇利用波長固定濾光片，光波長會對顯色劑的吸光度產生影響，不同光波長對吸光度產生的影響變化見表1。

表1 不同光波長對吸光度產生的影響變化表

通過表1可知，當光波長在415～420nm之間內，顯色劑空白吸光度將會有所增加；當光波長在400～420nm時，標準顯示吸光度呈現上升的趨勢；而當光波長超過420nm后，標準顯示吸光度將會下降。可見，吸光度在415～420nm之間最為合適[3]。

3.2 鹽度

眾所周知，大部分水體內均會含有鹽物質，且不同地區水體的含鹽量均不相同。海口、海水交匯處等地水體的含鹽量較高，城市用水、地下水的含鹽量較低。伴隨著潮汐、流量的改變，水體的含鹽量也會發生改變，而鹽度將會對氨氮測定結果產生直接的影響。這是由于水體內的鹽度會影響氨氮元素的吸光度，若未能夠對水體鹽度進行有效控制，則會導致氨氮測定結果失真，鹽度對吸光度的影響變化見表2。

表2 鹽度對吸光度的影響變化表

通過表2可知，當水樣鹽度大于0j小于20j時，伴隨著鹽度的提升吸光度有所增加；若水樣鹽度大于20j，吸光度并無明顯變化。可見，水樣鹽度過高不會導致氨氮含量發生明顯變化。

3.3 溫度

溫度對氨氮測定具有一定的影響，需要根據溫度的影響情況進行探究，在適宜的溫度下進行氨氮測定。溫度影響納氏試劑與氨氮反應的速率，需要對最佳顯色溫度進行分析，提高測定結果的準確性。水樣溫度與吸光度的關系見表3。

表3 溫度對吸光度的影響變化表

通過表3可知，當水樣溫度在20-35℃之間時，對應的吸光度要高一些，選擇該溫度范圍進行顯色具有可靠性。

3.4 試劑貯存時間及顯色時間

顯色劑是測定氨氮含量的重要試劑。通常情況下，為保證監測工作的時效性，需要提前購置顯色劑，但顯色劑貯存時間會影響顯色劑的功效，最主要的是會對吸光度產生直接的影響，顯色劑貯存時間對氨氮測定吸光度的影響變化見表4。

表4 顯色劑貯存時間對氨氮測定吸光度的影響變化表

此外，顯色時間也會對氨氮測定結果產生直接的影響。通常情況下，在進行氨氮測定時，需要被檢測水樣充分與顯色劑反應之后進行吸光度的測定，從而判斷水中氨氮的含量。但由于顯色時間不同，氨氮含量的測定結果也不相同，因而要選擇最短的顯色時間[4]。

4 提升水質監測中氨氮測定結果準確度的有效途徑

4.1 控制好水的鹽度

鹽度是影響氨氮測定結果的重要因素之一。水體鹽度并不是一成不變的，而會受到流量、潮汐的影響發生改變，故在實際進行氨氮測定的過程中，需要對水體鹽度進行測定，并根據水體鹽度的含量及變化，為后續的氨氮測定提供參考。因此在實際進行氨氮測定工作時，一定要控制好水體鹽度，一方面需要對水體含鹽量的變化規律進行分析，根據含鹽量的變化判斷水體鹽度對氨氮測定結果的影響，并對測定結果進行相應的調整，進一步保證測定結果的真實。另一方面也需要分析水體鹽度與水體吸光度之間的變化關系，實際在進行氨氮測定時，往往是通過吸光度判斷水體中氨氮的含量，而水體內的鹽度會影響氨、氮元素的吸光度，故而需要根據水體鹽度與吸光度之間的變化規律對水體氨氮含量進行進一步的分析，以保證氨氮測定結果的準確。

4.2 通過溫度控制提高顯色精度

溫度是影響氨氮測定結果的重要因素之一，因此需要做好溫度的控制工作，保證絡合物能夠順利地完成顯色。采用納氏試劑法時，應將水樣溫度控制在20-35℃之間，同時溫度需要保持恒定，確保絡合物凝聚過程的均勻性，使其能夠保持顯色均勻。當溫度低于15℃時，顯色過程不夠明顯，而且會影響反應的效率；當溫度高于35℃時，溶液將會發生褪色，影響顯色結果的可靠性。因此，做好顯色溫度的控制非常重要，可以使測定過程具有良好的反應條件，對氨氮濃度進行準確的測量，避免顯色過程出現誤差。

4.3 科學運用光波監測技術

光波長是影響氨氮測定結果的重要因素之一。因此，在實際進行氨氮測定工作時，一定要合理地控制光波長，以保證測定結果的準確度。合理地控制光波長，必須選擇合適的光波技術，以保證氨氮測定結果的成效。光波監測技術能夠有效地避免光波長對氨氮測定結果的影響。在實際進行氨氮含量測定的過程中，測定工作人員可利用分光光度法對水質的氨氮含量進行測定，在測定的過程中，需要將光波長控制在合理的范圍之內。

4.4 綜合考量顯色劑穩定性及控制顯色時間

在氨氮的測定中，顯色劑是尤為重要的工具。通常情況下，水中氨氮含量的測定均要通過顯色劑進行檢測，但由于使用不當會導致顯色劑的穩定性降低。導致氨氮測定結果的真實性與準確性受到影響，因此在水質監測過程中，加強對顯色劑的控制與使用，保證顯色劑的穩定性尤為重要。通過上文分析可知，影響顯色劑穩定性的主要因素為顯色時間，故在進行水質氨氮含量的測定時，需要加強對顯色時間的控制，根據實際要求、結合實際監測情況合理確定顯色時間。同時，也需要綜合考慮顯色劑穩定性與測定結果之間的關系，不僅需要將顯色時間控制在合理的范圍之內，還要根據氨氮測定的要求科學地選擇顯色劑，保證顯色劑的使用性能指標符合實驗要求，具有較高的穩定性。

在進行水質監測中氨氮測定時，若顯色時間小于2min，吸光度提升速度較高；顯色時間大于4min，吸光度處于趨于穩定的狀態；顯色時間大于10min，吸光度基本保持不變。由此說明，顯色時間越短，吸光度的變化情況越快，也就能夠更好地獲取吸光度的值，進而更好地進行氨氮含量的測定。

5 結束語

為解決日益嚴峻的水污染問題并減少氨氮含量，以確保水資源的安全使用和安全，對氨氮含量進行測定是十分必要的。在進行氨氮測定時，一些影響因素會導致氨氮測定結果與實際水體氨氮含量存在誤差，因此要通過控制好水體的鹽度、通過溫度控制來提高顯色精度、科學運用光波監測技術、綜合考量顯色劑穩定性及控制顯色時間等手段，以保證水質監測中氨氮測定結果的真實性與準確性。