水質(zhì)氨氮納氏試劑分光光度法測(cè)定過(guò)程中稀釋方法的改進(jìn)

柴江君

（萬(wàn)子健檢測(cè)技術(shù)（上海）有限公司，上海 201800）

引言

由于國(guó)家對(duì)廢水氨氮排放的要求日益嚴(yán)格[1]，使氨氮成為水質(zhì)分析中最常規(guī)的項(xiàng)目，標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì)氨氮的測(cè)定納氏試劑分光光度法》（HJ 535-2009）的測(cè)定上限為2.00 mg/L（以N計(jì)）[2]，依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定實(shí)際水樣時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到氨氮檢測(cè)結(jié)果超過(guò)測(cè)定上限的情況，這時(shí)需要把樣品稀釋后重新進(jìn)行比色測(cè)定（稱原始樣品稀釋法）。由于此法難以預(yù)料到水樣中氨氮濃度的高低，樣品按照HJ 535-2009的一系列步驟后，再經(jīng)分光光度計(jì)測(cè)定，才能判斷其吸光值是否超出校準(zhǔn)曲線的線性范圍。該方法既影響實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)工作的效率，又增加了人力、物力成本。有文獻(xiàn)報(bào)道王藝樵[3]、周秋心[4]、王琪[5]等人采用分析后樣品稀釋法（取適量經(jīng)分析顯色后的樣品，加至50 mL比色管中，用無(wú)氨水稀釋到刻度，混勻后，以無(wú)氨水作參比，于波長(zhǎng)420 nm處測(cè)其吸光度）測(cè)定超過(guò)測(cè)定上限的氨氮樣品，此方法操作簡(jiǎn)單、節(jié)省試劑，且效率較高，但是測(cè)定結(jié)果偏低，可能是此種稀釋法對(duì)樣品溶液的基質(zhì)有影響。因此需要對(duì)該方法進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的方法是采用蒸餾后樣品稀釋法測(cè)定超過(guò)測(cè)定上限的氨氮樣品。通過(guò)實(shí)際樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品的試驗(yàn)對(duì)原始樣品稀釋法和蒸餾后樣品稀釋法進(jìn)行對(duì)比研究，探討蒸餾后樣品稀釋法的可行性。

1 實(shí)驗(yàn)原理

對(duì)水中以游離態(tài)的氨或銨離子等形式存在的氨氮，在弱堿性條件下進(jìn)行蒸餾，蒸餾釋放出的氨被吸收于硼酸溶液中，與納氏試劑反應(yīng)生成淡紅棕色絡(luò)合物，該絡(luò)合物的吸光度與氨氮含量成正比，于波長(zhǎng)420 nm處測(cè)量其吸光度。

2 設(shè)備儀器

紫外分光光度計(jì)（北京普析，T6新世紀(jì)）：20 mm比色皿；多功能蒸餾裝置（山東霍爾德電子，HD-ZL60D）；電子天平（METTLER TOLEDO，ME204/02）；純水器（默克Milli-Q，Synergy UV）。

3 實(shí)驗(yàn)試劑

無(wú)氨水，用市售純水器（默克Milli-Q，Synergy UV）在無(wú)氨環(huán)境中，臨用前制備；硼酸溶液，ρ=20 g/L：稱取20 g硼酸溶于水中，稀釋至1 L；輕質(zhì)氧化鎂（不含碳酸鹽）；酒石酸鉀鈉溶液，ρ=500 g/L；鹽酸，ρ（HCl）=1.18 g/ml；納氏試劑：天津基準(zhǔn)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)；氫氧化鈉溶液，c（NaOH）=1 mol/L；鹽酸溶液，c（HCl）=1 mol/L；溴百里酚藍(lán)指示劑，ρ=0.5 g/L；氨氮標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（1 000 μg/mL），壇墨質(zhì)檢科技股份有限公司生產(chǎn)；氨氮標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：用壇墨質(zhì)檢科技股份有限公司生產(chǎn)的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（1 000 μg/mL）稀釋至10 μg/mL，臨用前配制。實(shí)驗(yàn)用試劑均使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的分析純化學(xué)試劑，用無(wú)氨水稀釋樣品和配制試劑。

4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果

4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

在8個(gè)50 mL比色管中，分別加入0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00和10.00 mL氨氮標(biāo)準(zhǔn)工作溶液（10 μg/mL），加水至標(biāo)線。加入1.0 mL酒石酸鉀鈉溶液，搖勻，再加入納氏試劑1.5 mL，搖勻。放置10 min后，在波長(zhǎng)420 nm下，用20 mm比色皿，以水作參比，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)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程為Y=0.007 22x-0.000 4，相關(guān)系數(shù)r=0.999 9。各標(biāo)準(zhǔn)曲線點(diǎn)對(duì)應(yīng)的吸光度見表1。

4.2 工作曲線

在8個(gè)250 mL的容量瓶中，分別加入0.00、2.50、5.00、10.00、20.00、30.00、40.00和50.00 mL氨氮標(biāo)準(zhǔn)工作溶液（10 μg/mL），加水至標(biāo)線，搖勻后移入500 mL的蒸餾燒瓶中，按照標(biāo)準(zhǔn)HJ 535-2009預(yù)蒸餾方法進(jìn)行處理。分別取經(jīng)預(yù)處理的試樣50 mL，加入50 mL比色管中，然后按與標(biāo)準(zhǔn)曲線相同的步驟繪制工作曲線，得回歸方程為Y=0.007 00 x-0.001 4，相關(guān)系數(shù)r=0.999 9。各工作曲線點(diǎn)對(duì)應(yīng)的吸光度見表1。

4.3 實(shí)際樣品（工業(yè)廢水和生活污水）的測(cè)定

4.3.1 實(shí)際樣品按照蒸餾后樣品稀釋法進(jìn)行測(cè)定

選擇工業(yè)廢水樣品和生活污水樣品各2個(gè)，按照標(biāo)準(zhǔn)H J 535-2009對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)蒸餾處理。取適量經(jīng)預(yù)處理的水樣，加入50 mL比色管中，用水定容至50 mL，然后按與工作曲線相同的步驟測(cè)量吸光度，平行測(cè)定12次，具體測(cè)定結(jié)果見表2。另外用水代替試樣進(jìn)行空白試驗(yàn)，按與樣品相同的步驟進(jìn)行前處理和測(cè)定。

表2 實(shí)際樣品（樣品1、樣品2、樣品3和樣品4）采用兩種稀釋法的測(cè)定結(jié)果（按照工作曲線進(jìn)行計(jì)算）

4.3.2 實(shí)際樣品按照原始樣品稀釋法進(jìn)行測(cè)定

取適量4.3.1的水樣，加入250 mL容量瓶中，加水至標(biāo)線，搖勻后移入500 mL的蒸餾燒瓶中，然后按與工作曲線相同的步驟測(cè)量吸光度，平行測(cè)定12次，具體測(cè)定結(jié)果見表2。另外用水代替試樣進(jìn)行空白試驗(yàn)，按與樣品相同的步驟進(jìn)行前處理和測(cè)定。

從表2、表3可見，4個(gè)實(shí)際樣品（樣品1、樣品2、樣品3和樣品4）分別按照兩種稀釋法進(jìn)行的12次平行檢測(cè)，測(cè)定結(jié)果基本一致，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均＜3%，兩種方法測(cè)定的相對(duì)誤差均＜5%，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算和采用工作曲線的計(jì)算結(jié)果沒有明顯差別。

表3 實(shí)際樣品（樣品1、樣品2、樣品3和樣品4）采用兩種稀釋法的測(cè)定結(jié)果（按照標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行計(jì)算）

4.3.3 氨氮標(biāo)準(zhǔn)樣品（質(zhì)控樣）的測(cè)定

氨氮標(biāo)準(zhǔn)樣品為壇墨質(zhì)檢科技股份有限公司生產(chǎn)，產(chǎn)品批號(hào)分別為B22030201（質(zhì)控1）、B21080232（質(zhì)控2）、B22110006（質(zhì)控3）和B22040057（質(zhì)控4）。用干燥潔凈的移液管準(zhǔn)確移取上述氨氮標(biāo)準(zhǔn)樣品10.00 mL加入容量瓶，用水定容至250 mL，混勻后立即使用，此時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)值分別為（2.05±0.14）mg/L、（3.59±0.22）mg/L、（12.4±0.9）mg/L和（24.8±1.1）mg/L。按照樣品測(cè)定的步驟測(cè)定氨氮標(biāo)準(zhǔn)樣品（質(zhì)控1、質(zhì)控2、質(zhì)控3和質(zhì)控4），各平行測(cè)定12次，具體測(cè)定結(jié)果見表4。

表4 氨氮標(biāo)準(zhǔn)樣品（質(zhì)控樣）采用兩種稀釋法的測(cè)定結(jié)果（按照工作曲線進(jìn)行計(jì)算）

從表4、表5可見，在4個(gè)氨氮標(biāo)準(zhǔn)樣品（質(zhì)控1、質(zhì)控2、質(zhì)控3和質(zhì)控4）進(jìn)行的12次平行檢測(cè)中，測(cè)定結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均＜3%，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算和采用工作曲線計(jì)算結(jié)果也沒有明顯差別。

表5 氨氮標(biāo)準(zhǔn)樣品（質(zhì)控樣）采用兩種稀釋法的測(cè)定結(jié)果（按照標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行計(jì)算）

5 結(jié)論

本研究表明，分別按照蒸餾后樣品稀釋法和原始樣品稀釋法進(jìn)行實(shí)際樣品檢測(cè)，測(cè)定結(jié)果基本一致，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均＜3%，兩種方法的相對(duì)誤差均＜5%，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算和采用工作曲線計(jì)算結(jié)果沒有明顯差別。進(jìn)行氨氮標(biāo)準(zhǔn)樣品檢測(cè)，測(cè)定結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均＜3%，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算和采用工作曲線計(jì)算結(jié)果也沒有明顯差別。因此兩種稀釋法的精密度和準(zhǔn)確度都能滿足水質(zhì)氨氮檢測(cè)的技術(shù)要求，兩者的測(cè)定結(jié)果基本一致，但是采用蒸餾后樣品進(jìn)行稀釋后測(cè)定，稀釋倍數(shù)容易確定，重新稀釋也方便，節(jié)省了人力、物力，有利于降低檢測(cè)成本、提高實(shí)驗(yàn)室的工作效率。所以蒸餾后樣品稀釋法具有推廣價(jià)值。