氣相分子吸收光譜法測(cè)定地表水中氨氮的研究

朱曉丹　王煒　廖愛(ài)仙　章佳

摘要：采用氣相分子吸收光譜法測(cè)定地表水中氨氮，分別考察了pH值和亞硝酸鹽氮濃度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。結(jié)果表明，pH值與亞硝酸鹽氮濃度對(duì)氨氮測(cè)定結(jié)果均無(wú)明顯影響。將氣相分子吸收光譜法與納氏試劑分光光度法的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果表明，當(dāng)進(jìn)樣泵轉(zhuǎn)速為60 r/min（進(jìn)樣量為18 mL）時(shí)，氣相分子吸收光譜法的加標(biāo)回收率在96.2%～104%，且兩種方法對(duì)地表水氨氮測(cè)定結(jié)果無(wú)明顯差異。

關(guān)鍵詞：氣相分子吸收光譜法；氨氮；pH值；亞硝酸鹽氮；比對(duì)

中圖分類號(hào)：X832 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2018）06-0232-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.138

Abstract：Gas-phase molecular absorption spectrometry method was applied for the determination of ammonia nitrogen in surface water. The impact of pH value and nitrite nitrogen concentration was discussed. The results showed that the ammonia nitrogen determination was not affected by pH value and nitrite nitrogen concentration. Comparison of determination results of gas-phase molecular absorption spectrometry and Nesslers reagent spectrophotometry methods was applied. The result showed while the sampling pump speed was set as 60 r/min （sampling volume was 18 mL， equivalently）， the recovery rate of gas-phase molecular absorption spectrometry method was in the range of 96.2%～104% and there was no significant difference in the deter

Key words： Gas-phase molecular absorption spectrometry method； Ammonia Nitrogen； pH value； Nitrite nitrogen； Comparison

氨氮（NH3-N）以游離氨（NH3）或銨鹽（NH4+）形式存在于水中。其主要來(lái)源為生活污水中含氮有機(jī)物受微生物作用的分解產(chǎn)物、某些工業(yè)廢水以及農(nóng)田排水等[1]。氨氮的測(cè)定對(duì)于水體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和水體功能評(píng)價(jià)具有重要意義，氨氮指標(biāo)也是我國(guó)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[2]水質(zhì)質(zhì)量控制的基本項(xiàng)目之一。

目前地表水氨氮的常用測(cè)定方法為納氏試劑分光光度法[3]。該方法需進(jìn)行絮凝沉淀前處理，過(guò)程較為復(fù)雜，且pH的調(diào)節(jié)和固液分離等過(guò)程均會(huì)對(duì)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性造成影響。

氣相分子吸收光譜法具有儀器化程度高、分析速度快、幾乎無(wú)需前處理以及適用于鹽度較高地表水等優(yōu)點(diǎn)[4]，近年來(lái)被越來(lái)越多監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)用到氨氮分析中。

本文采用氣相分子吸收光譜法對(duì)地表水中氨氮進(jìn)行測(cè)定，探討了水樣pH值和亞硝酸鹽氮濃度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，并將該方法與納氏試劑分光光度法分析結(jié)果進(jìn)行比較，為地表水中氨氮的測(cè)定提供方法參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

GMA3380氣相分子吸收光譜儀（具有氨氮在線氧化，自動(dòng)扣除亞硝酸鹽氮濃度功能）；

氨氮試劑：25%鹽酸-30%乙醇混合溶液；

次溴酸鹽氧化劑：3 mL溴酸鉀-溴化鉀混合溶液中加人100 mL水和6 mL（1+1）鹽酸溶液，靜止5 min后加人40%NaOH溶液50 mL。

1.2 樣品測(cè)定

儀器預(yù)熱30 min，調(diào)整儀器零點(diǎn)。將試劑管插入到氨氮試劑中，氧化劑管放入次溴酸鹽氧化劑中，設(shè)定樣品泵、試劑泵及氧化劑泵轉(zhuǎn)速等儀器條件，選擇“分段法”，輸入標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度點(diǎn)及樣品編號(hào)后開(kāi)始測(cè)定，溶液進(jìn)入到進(jìn)樣泵中時(shí)，儀器直接讀出吸光度和濃度值。

2 結(jié)果與討論

2.1 pH值對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

用硫酸和氫氧化鈉溶液對(duì)地表水樣pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，考察不同pH值對(duì)地表水氨氮測(cè)定的影響，結(jié)果如表1所示。

由表1可知，pH值的變化不影響地表水氨氮濃度的測(cè)定。地表水1～3在pH值為1～9范圍內(nèi)氨氮濃度分別穩(wěn)定在0.33～0.35 mg/L、0.72～0.74 mg/L和1.92～2.04 mg/L，其原因?yàn)榉治鏊醚趸瘎┲泻羞^(guò)量的氫氧化鈉，可與水樣中的酸相反應(yīng)，從而不影響測(cè)定結(jié)果。在實(shí)際分析工作中，地表水樣中往往會(huì)加入固定劑而呈強(qiáng)酸性，而氣相分子吸收光譜法相對(duì)于納氏試劑分光光度法可省去pH調(diào)節(jié)過(guò)程，進(jìn)而提高整體分析效率。

2.2 亞硝酸鹽氮濃度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

在實(shí)際地表水樣中加入亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液，使其中亞硝酸鹽氮濃度分別為0.1mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L、0.8mg/L和1.2mg/L，考察不同亞硝酸鹽氮濃度對(duì)地表水氨氮測(cè)定的影響，結(jié)果如表2所示。

由表2可知，氨氮測(cè)定結(jié)果隨亞硝酸鹽氮濃度上升始終維持在0.729～0.784mg/L，最高值與最低值相對(duì)偏差為3.6%，表明系統(tǒng)在測(cè)定過(guò)程中已先將水樣中亞硝酸鹽氮產(chǎn)生的吸光度扣除，故最終氨氮測(cè)定結(jié)果基本不受亞硝酸鹽氮濃度影響。實(shí)際地標(biāo)水樣中往往存在一定量的亞硝酸鹽氮，采用氣相分子吸收光譜法測(cè)定地表水氨氮時(shí)，選擇“分段法

模式，即可保證亞硝酸鹽氮所產(chǎn)生的吸光值不參與結(jié)果計(jì)算，從而屏蔽亞硝酸鹽氮對(duì)測(cè)定結(jié)果的干擾[5]。

2.3 氣相分子吸收光譜法與納氏試劑分光光度法的結(jié)果比對(duì)

采用氣相分子吸收光譜法和納氏試劑分光光度法對(duì)不同地表水樣進(jìn)行測(cè)定，其中氣相分子吸收光譜法將進(jìn)樣泵轉(zhuǎn)速設(shè)定為60 r/min（進(jìn)樣量18 mL），將測(cè)定值與納氏試劑分光光度法進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果如表3所示。

由表3可知，氣相分子吸收光譜法對(duì)不同地表水樣的測(cè)定結(jié)果與納氏試劑分光光度法相近，相對(duì)偏差為1.33%～4.56%，氣相分子吸收光譜法加標(biāo)回收率保持在96.2%～104%范圍內(nèi)。

將氣相分子吸收光譜法與納氏試劑分光光度法測(cè)定值進(jìn)行t檢驗(yàn)[6]，根據(jù)公式求得t=0.564，由t分布臨界值表查得，當(dāng)顯著水平α=0.05時(shí)，t0.05（6）=2.45，可知t

3 結(jié)論

本文使用氣相分子吸收光譜法測(cè)定地表水中的氨氮。當(dāng)水樣pH值為1～9時(shí)，可省去pH調(diào)節(jié)過(guò)程，直接對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)定。當(dāng)水樣亞硝酸鹽氮在0.1～1.2 mg/L時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)扣除亞硝酸鹽氮濃度，氨氮測(cè)定結(jié)果不受影響。將氣相分子吸收光譜法與納氏試劑分光光度法測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)進(jìn)樣泵轉(zhuǎn)速為60 r/min（進(jìn)樣量18 mL）時(shí)，兩種方法對(duì)實(shí)際地表水樣測(cè)定結(jié)果無(wú)顯著差異，且氣相分子吸收光譜法加標(biāo)回收率在96.2%～104%。綜上所述，氣相分子吸收光譜法可以應(yīng)用到日常地表水監(jiān)測(cè)工作中，并為實(shí)驗(yàn)室水中氨氮的測(cè)定研究提供參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]國(guó)家環(huán)?？偩?水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.101.

[2] GB3838-2002.地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] HJ535-2009.水質(zhì)氨氮的測(cè)定納氏試劑分光光度法[S].

[4]楊娟娟，王志泉，劉紅慧.氣相分子吸收光譜法測(cè)定水中氨氮的研究[J].污染防治技術(shù)，2017，30（5）：65-67.

[5] HJ/T195-2005.水質(zhì)氨氮的測(cè)定氣相分子吸收光譜法[S].

[6]中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，《環(huán)境監(jiān)測(cè)人員持證上崗考核試題集》編寫(xiě)組.環(huán)境監(jiān)測(cè)人員持證上崗考核試題集（下冊(cè)，第3版）[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2010.37.

收稿日期：2018-05-30

項(xiàng)目資助：浙江省科技計(jì)劃2012A013

作者簡(jiǎn)介：朱曉丹（1965-），女，本科，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)方面。

通訊作者：王煒（1987-），男，碩士，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)。