工業(yè)廢水中氨氮含量常用檢測(cè)方法分析

高檢法，周 英

（新疆華泰重化工有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830019）

1 氨氮檢測(cè)方法及原理介紹

測(cè)定氨氮的方法很多，通常有鈉氏試劑比色法、氣相分子吸收法、苯酚-次氯酸鹽比色法、電極法、離子色譜法等。國(guó)內(nèi)主要采用氨氣敏電極法以及水楊酸比色法，納氏試劑比色法等。

1.1 氨氣敏電極法

1.1.1 測(cè)量原理

在pH 值大于11的環(huán)境下，銨根離子向氨轉(zhuǎn)變，氨通過(guò)氨敏電極的疏水膜轉(zhuǎn)移，造成氨敏電極的電動(dòng)勢(shì)的變化，儀器根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的變化測(cè)量出氨氮的濃度。

1.1.2 檢測(cè)步驟

（1）用新的水樣沖洗測(cè)量水樣、試劑體積的容器和電極安裝管。

（2）使用蠕動(dòng)泵進(jìn)樣。水樣并不直接與蠕動(dòng)泵管接觸，有1個(gè)空氣緩沖區(qū)。進(jìn)樣的體積由1個(gè)可視測(cè)量系統(tǒng)控制。

（3）與進(jìn)樣相同，輔助試劑也通過(guò)蠕動(dòng)泵投加，并由可視測(cè)量系統(tǒng)控制加藥體積。

（4）通過(guò)鼓泡，混合水樣和試劑。

（5）由測(cè)量系統(tǒng)自動(dòng)控制反應(yīng)時(shí)間。

（6）殘液由蠕動(dòng)泵排出。

（7）在用戶自定義的測(cè)量周期中，分析儀會(huì)利用內(nèi)置的校準(zhǔn)標(biāo)液和清洗溶液自動(dòng)校準(zhǔn)和清洗。

1.2 鈉氏試劑比色法

1.2.1 測(cè)量原理

碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應(yīng)生成淡紅棕色膠態(tài)化合物，其色度與氨氮含量成正比，通?？稍诓ㄩL(zhǎng)410～425 nm 范圍內(nèi)測(cè)其吸光度，計(jì)算其含量[2]。

1.2.2 檢測(cè)步驟

（1）水樣預(yù)處理：取250 mL 水樣，如氨氮含量較高，可取適量并加水至250 mL，使氨氮含量不超過(guò)2.5 mg，移入凱氏燒瓶中，加數(shù)滴溴百里酚藍(lán)指示液，用氫氧化納溶液或演算溶液調(diào)節(jié)至pH 值為7左右，加入0.25 g 輕質(zhì)氧化鎂和數(shù)粒玻璃珠，立即連接氮球和冷凝管，導(dǎo)管下端插入吸收液液面下.加熱蒸餾，至餾出液達(dá)200 mL 時(shí)，停止蒸餾，定容至250 mL。

（2）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：吸取0，0.50，1.00，3.00，7.00和10.0 mL 銨標(biāo)準(zhǔn)使用液分別于50 mL 比色管中，加水至標(biāo)線，加1.0 mL 酒石酸鉀溶液混勻，加1.5 mL 納氏試劑，混勻.放置10 min 后，在波長(zhǎng)420 nm處，用光程20 mm 比色皿，以水為參比，測(cè)定吸光度，由測(cè)得的吸光度，減去零濃度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，繪制以氨氮含量（mg）對(duì)校正吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

（3）水樣的測(cè)定。分取適量經(jīng)絮凝沉淀預(yù)處理后的水樣（使氨氮含量不超過(guò)0.1 mg），加入50 mL 比色管中，稀釋至標(biāo)線，加0.1 mL 酒石酸鉀鈉溶液，以下同標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制；分取適量經(jīng)蒸餾預(yù)處理后的餾出液，加入50 mL 比色管中，加一定量1 mol/L 氫氧化鈉溶液，以中和硼酸，稀釋至標(biāo)線.加1.5 mL 納氏試劑，混勻，放置10 min 后，同標(biāo)準(zhǔn)曲線步驟測(cè)量吸光度。

（4）空白實(shí)驗(yàn)。以無(wú)氨水代替水樣，做全程序空白測(cè)定。

（5）由水樣測(cè)得的吸光度減去空白實(shí)驗(yàn)的吸光度后，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得氨氮量（mg）后，按下式計(jì)算：氨氮（N，mg/L）=m/V×1 000，式中，m 為由標(biāo)準(zhǔn)曲線查得的氨氮量，mg；V 為水樣體積，mL。

（6）注意事項(xiàng)。納氏試劑中碘化汞與碘化鉀的比例對(duì)顯色反應(yīng)的靈敏度有較大影響。靜置后生成的沉淀應(yīng)除去；濾紙中常含痕量銨鹽，使用時(shí)，注意用無(wú)氨水洗滌，所用玻璃皿應(yīng)避免實(shí)驗(yàn)室空氣中氨的玷污。

2 氨氮檢測(cè)方法的對(duì)比

2.1 電極法

（1）響應(yīng)時(shí)間短，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)試，最快只要3 min，1 mg/L 以下低量程精細(xì)測(cè)量最長(zhǎng)為10 min。

（2）測(cè)試量程廣，從零至10 000 mg/L NH4-N，只用1支電極就可實(shí)現(xiàn)全量程測(cè)試，儀器可自動(dòng)切換量程，自動(dòng)調(diào)整分辨率。

（3）最低檢出限為0.05 mg/L。

（4）抗干擾能力強(qiáng)，不受色度、濁度干擾，無(wú)需額外補(bǔ)償。

（5）進(jìn)樣無(wú)特殊要求。

（6）試劑操作成本低，電極法無(wú)需顯色試劑，電極使用壽命長(zhǎng)。主要為測(cè)量試劑成本，若試劑配方公開后，此項(xiàng)成本更低。

（7）壽命：電極使用壽命長(zhǎng)，更換電極成本較低

2.2 比色法

（1）響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，只能批式測(cè)試，需等待顯色反應(yīng)完成后才能測(cè)試。一次測(cè)量至少需要30 min 以上。

（2）測(cè)試量程空或量程分段。更換量程時(shí)，需更換新的儀器（由比色池來(lái)決定量程），分辨率低。

（3）最低檢出限為0.2 mg/L。

（4）易受樣品色度、濁度干擾，且易受周邊環(huán)境溫度、濕度等條件變化的影響。

（5）進(jìn)樣要求嚴(yán)格，以免污染光學(xué)元件，以及影響吸光度測(cè)試。

（6）試劑成本較高。

（7）光源易老化，更換光源成本高，比色池應(yīng)定期更換。

3 實(shí)際應(yīng)用及結(jié)論

華泰化工公司利用電極法檢測(cè)原理的氨氮監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)污染源排放點(diǎn)工業(yè)廢水進(jìn)行氨氮監(jiān)測(cè)，設(shè)備投用一年來(lái)，每2周抽取水樣與實(shí)驗(yàn)室（采用比色法）水樣比對(duì)結(jié)果，偏差基本在允許范圍內(nèi)。維護(hù)量為每周對(duì)電極進(jìn)行校準(zhǔn)，每月更換電解液及膜，每半年更換標(biāo)液及試劑，無(wú)需測(cè)試廢試劑，無(wú)需對(duì)廢試劑二次處理。但隨著設(shè)備使用時(shí)間的延長(zhǎng)，電極的檢出靈敏度有所下降，需增加電極的校準(zhǔn)頻次。

2013年6-8月電極法與實(shí)驗(yàn)室比色法幾組數(shù)據(jù)對(duì)比情況見(jiàn)表1。

表1 電極法與實(shí)驗(yàn)室比色法數(shù)據(jù)對(duì)比 mg·L-1

納氏試劑比色法是氨氮測(cè)定的經(jīng)典方法，但易受水中懸浮物和有色離子的干擾，需進(jìn)行預(yù)處理。使用的試劑毒性較大對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的污染。電極法通常不需要對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理，其測(cè)定范圍廣、快速，不易受到干擾?，F(xiàn)代化的工業(yè)企業(yè)監(jiān)測(cè)發(fā)展方向要求儀器小型化、人性化、易操作、易維護(hù)。結(jié)合中國(guó)監(jiān)測(cè)發(fā)展的現(xiàn)狀，電極法是一種理想的選用方法，它快捷簡(jiǎn)單投入資金少，但電極的壽命和穩(wěn)定性還有待進(jìn)一步提高，總體來(lái)說(shuō)，電極法是值得推廣的氨氮監(jiān)測(cè)方法。

［1］環(huán)境保護(hù)部科技標(biāo)準(zhǔn)局.水污染連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行管理－（試用）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

［2］國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法.中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.