氨氮監(jiān)測(cè)分析方法研究進(jìn)展

王晨 姜姍 海燕 王婷

（寶雞市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 陜西寶雞 721006）

1 概論

氨氮主要以游離氨（NH3）或銨鹽（NH4+）的形式存在于水體中，主要來源于屠宰、化肥制造、化工等行業(yè)。我國(guó)近年來在對(duì)氨氮對(duì)水體產(chǎn)生的影響的研究中發(fā)現(xiàn)，氨氮對(duì)水生物的危害極為嚴(yán)重，主要是造成急、慢性中毒。主要表現(xiàn)為水生生物攝食降低，生長(zhǎng)速度減慢，或者使生物產(chǎn)生精神亢奮、嚴(yán)重缺氧急性中毒反應(yīng)以至于造成死亡。中毒的機(jī)理是影響生物氧氣的傳送過程，造成組織損傷。水中堿性越強(qiáng)，游離氨的數(shù)量越多，毒性便會(huì)顯著增強(qiáng)。因此我國(guó)將氨氮列入減排規(guī)劃項(xiàng)目范疇之中，這一科學(xué)現(xiàn)象引起了全社會(huì)的廣泛關(guān)注。為了減少對(duì)水生生物的危害，我們必須要減少氨氮排放量，控制水中游離氨的含量。

2 相關(guān)方法

2.1 納氏試劑分光光度法

如今應(yīng)用最廣泛的氨氮測(cè)定方法是納氏試劑分光光度法，可用于地表水與地下水、生活污水、工業(yè)廢水中氨氮的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)原理是利用納氏試劑與水中的氨氮進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)，生成淡紅棕色膠態(tài)絡(luò)合物，觀察到絡(luò)合物顏色的深淺與氨氮的含量成正比[1]。實(shí)驗(yàn)的制約點(diǎn)就是納氏試劑的配制過程中產(chǎn)生的誤差較大，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果靈敏度產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。由于所用的納氏試劑是汞鹽試劑，配置過程中會(huì)對(duì)人體和環(huán)境產(chǎn)生程度不同的危害與影響。因此有科研人員對(duì)試劑配置過程做出了優(yōu)化，得出控制在一定比例的納氏試劑可以將其對(duì)人體與環(huán)境的危害控制在很小的范圍內(nèi)。優(yōu)化之后的方法比納氏試劑分光光度法上限較低、更加精確，為0.01mg/L。通過測(cè)量不確定度分析，做出標(biāo)準(zhǔn)曲線并觀察其擬合過程，從測(cè)量結(jié)果得出氨氮含量。

2.2 滴定法

原理是調(diào)節(jié)試樣的pH在6.10～7.14范圍內(nèi),加入氧化鎂使其呈微堿性，蒸餾釋出的氨被接收瓶中的硼酸溶液吸收。以甲基紅—亞甲藍(lán)為指示劑,用酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定餾出液中的銨。測(cè)試范圍是采用10mL試樣,可測(cè)氨氮含量高達(dá)10mg,相當(dāng)于樣品濃度高達(dá)1000mg/L。使用250mL試樣,實(shí)際測(cè)定的最低檢出濃度為0.12mg/L。

2.3 氨氣敏電極法

使用0.1mol/L氯化銨溶液作為內(nèi)充液，使用玻璃電極為氨氣的指示電極，將氨氮轉(zhuǎn)化為氨，使電極液pH發(fā)生改變，通過電動(dòng)勢(shì)與氨氮濃度的對(duì)數(shù)關(guān)系，測(cè)定出電極液的電位值，進(jìn)而確定樣品中氨氮的含量。實(shí)驗(yàn)中要注意緊貼玻璃電極的半滲透薄膜有疏水作用，要控制好強(qiáng)堿的用量，將水樣的pH控制在適當(dāng)?shù)膹?qiáng)堿性環(huán)境下，才能精確測(cè)出樣品中氨氮的含量。

3 水楊酸-次氯酸鹽分光光度法

3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度25℃左右，相對(duì)濕度不能大于85%，沒有強(qiáng)烈的電磁場(chǎng)干擾。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：水中氨氮分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，不確定度為2.6%(k=2)。各類移液管、容量瓶:A級(jí)。

3.2 實(shí)驗(yàn)過程與評(píng)定

按照儀器使用說明書操作，首先進(jìn)行開機(jī)預(yù)熱并校準(zhǔn)。用儀器對(duì)20%和80%濃度的氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行重復(fù)測(cè)量，并求其平均值，計(jì)算不同濃度下儀器的誤差。儀器預(yù)熱穩(wěn)定后進(jìn)行儀器校準(zhǔn)，選用最大濃度的氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行誤差的測(cè)量，取最大絕對(duì)值作為儀器不值穩(wěn)定性。具體步驟如下：

校準(zhǔn)曲線的繪制：吸取 0mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL銨標(biāo)準(zhǔn)使用液于10mL比色管中，用水稀釋至8mL，加入1.00mL顯色液和2滴亞硝基鐵氰化鈉溶液，充分混勻，放置1h后，在波長(zhǎng)697nm處，以水為參比，測(cè)定吸光度，得到校正吸光度，繪制以氨氮含量對(duì)校正吸光度的核準(zhǔn)曲線。

水樣的測(cè)定與空白試驗(yàn)：分取適量經(jīng)預(yù)處理的水至10mL比色管中，加水稀釋至8mL進(jìn)行顯色。以無氨水代替水樣，按樣品測(cè)定相同步驟進(jìn)行顯色和測(cè)量。用測(cè)得的吸光度減去空白試驗(yàn)的吸光度后，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得氨氮含量(μg)。

不確定度來源于以下兩個(gè)方面:水中氨氮分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)本身的不確定度以及該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稀釋溶液過程中引入的不確定度。按三角分布計(jì)算，移液管引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為Y=0.14，對(duì)于校準(zhǔn)過程實(shí)驗(yàn)室溫度控制在25℃左右，水的體積膨脹系數(shù)為2.1。如果按照反正弦分布計(jì)算，則在移液過程中溫度變化引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.074%。

3.3 結(jié)果與討論

水楊酸-次氯酸鹽分光光度法具有操作簡(jiǎn)便、靈敏、檢出限低等特點(diǎn)，但氨氮含量容易受到水中其他離子的影響，分光光度法測(cè)量過程中對(duì)測(cè)量時(shí)間與溫度也有很嚴(yán)格的要求。因此要精確控制顯色反應(yīng)的溫度及時(shí)間，并且需要避免人為以及外界的污染。納氏試劑法應(yīng)用廣泛，適合批量監(jiān)測(cè)，但納氏試劑配制的影響因素較多，配置過程中也容易出現(xiàn)環(huán)境污染，還涉及對(duì)含汞廢液進(jìn)行處理；氨氣敏電極法測(cè)定污水中的氨氮，省去了蒸餾等操作，適合于實(shí)驗(yàn)室大批量廢水測(cè)定。

[1]王華,楊敬聞.海水中氨氮的納氏試劑分光光度法測(cè)定條件優(yōu)化[J].遼寧師范大學(xué)學(xué)報(bào),2013（1）:110-114.

[2]穆季平,李紅娟.蒸餾—滴定法測(cè)定廢水中氨氮的方法研究［J］.河南大學(xué)學(xué)報(bào),2006（3）.