水樣中氨氮、氟化物測(cè)定方法比較與分析

馬 嵐 肖 錕 王天羽 余榮臺(tái) 馬 湘

(1.江西陶瓷工藝美術(shù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 景德鎮(zhèn) 333000；2.景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)，江西 景德鎮(zhèn) 333000)

廢水氨氮的檢測(cè)方法主要有納氏試劑法[1，2]、水楊酸分光光度法[3]、氣相色譜法[4]和選擇性離子電極法[5]。其中納氏試劑法和水楊酸分光光度法應(yīng)用比較廣泛。由于納氏試劑法需用到碘化汞，而碘化汞為劇毒藥劑，因此在氨氮的測(cè)定過(guò)程中越來(lái)越多的檢測(cè)機(jī)構(gòu)或個(gè)人選擇水楊酸分光光度法。水楊酸分光光度法的測(cè)定范圍為0.01-1mg/L，靈敏度和準(zhǔn)確度高。但是水楊酸分光光度法顯色時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)余氯的校準(zhǔn)操作繁瑣，在水質(zhì)的快速檢測(cè)過(guò)程中存在一定的缺陷[6，7]。

隨著廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，對(duì)氟離子的檢測(cè)越來(lái)越引起重視。氟試劑分光光度法是氟測(cè)定的重要方法之一，其檢測(cè)范圍為0.05-1.8mg/L。在氟離子檢測(cè)過(guò)程中，對(duì)pH要求較高，操作麻煩，同時(shí)氟試劑溶液和硝酸鑭溶液不穩(wěn)定，易形成絮狀沉淀，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)誤差[8]。

在水質(zhì)的快速檢測(cè)過(guò)程中，要求快速、準(zhǔn)確、靈敏。而傳統(tǒng)的檢測(cè)方法很難滿(mǎn)足這一要求。因此離子選擇電極法應(yīng)運(yùn)而生。離子選擇電極法具有快速、靈敏的特點(diǎn)，但其準(zhǔn)確性有待驗(yàn)證。本文通過(guò)對(duì)比分光光度法和離子選擇電極法測(cè)定水體中的氨氮和氟離子，分析比較二種方法在檢測(cè)氨氮和氟離子的區(qū)別和不同。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑

在實(shí)驗(yàn)中用到的藥品見(jiàn)表1。

表1 實(shí)驗(yàn)所需藥品一覽表

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

實(shí)驗(yàn)中用到的主要儀器見(jiàn)表2。

表2 實(shí)驗(yàn)所需儀器一覽表

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

氨氮、氟離子采用選擇性離子電極方法，水楊酸分光光度法測(cè)氨氮以及氟試劑分光光度法測(cè)氟。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線比較

采用水楊酸分光光度法測(cè)氨氮的線性相關(guān)系數(shù)為0.99917，而氟試劑分光光度法測(cè)氟離子的線性相關(guān)系數(shù)為0.98843；而離了選擇性電極法測(cè)氨氮、氟的線性相關(guān)系數(shù)分別為0.99977、0.94936；其相關(guān)回歸方程分別見(jiàn)圖1。從標(biāo)準(zhǔn)曲線結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，水楊酸分光光度法和選擇離子電極法測(cè)氨氮的線性相關(guān)系數(shù)都較好，說(shuō)明二種方法測(cè)氨氮的相關(guān)性較好；而氟試劑分光光度法及選擇性離子電極法測(cè)氟的線性相關(guān)系數(shù)相對(duì)較差，離子選擇性電極法測(cè)氟的線性相關(guān)系數(shù)不足0.95，推測(cè)認(rèn)為與檢測(cè)所用的電極設(shè)備有關(guān)，由于電極設(shè)備靈敏度較差，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，不能快速顯示電極的變化，造成一定的誤差。

圖1 分光光度法和離子選擇性電極法測(cè)氨氮、氟標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2 精確度試驗(yàn)

分光光度法和選擇性離子電極法測(cè)氨氮和氟的精確度結(jié)果見(jiàn)表3、4，其中分光光度法氨氮濃度為0.1-1mg/L，選擇性離子電極法氨氮濃度為1-100mg/L；氟試劑分光光度法氟濃度為0-0.64mg/L，選擇性離子電極法氟濃度為0.8-20mg/L。從表3、4可能看到，在低濃度條件下，分光光度法測(cè)氨氮、氟的變異系數(shù)遠(yuǎn)高于選擇離子電極法，而在中高濃度條件下，二種方法的精確度無(wú)明顯差異。同時(shí)選擇性離子電極法在測(cè)較寬濃度范圍時(shí)的氨氮和氟時(shí)，其精確度也較好。

表3 水楊酸分光光度法和選擇離子電極法測(cè)氨氮精確度

表4 氟試劑分光光度法和選擇離子電極法測(cè)氟精確度

2.3 準(zhǔn)確度試驗(yàn)

分光光度法和選擇性離子電極法測(cè)氨氮和氟的準(zhǔn)確度結(jié)果見(jiàn)表5、6。結(jié)果表明，分光光度法測(cè)定氨氮和氟的結(jié)果與理論值更接近，可信度更高。而離子選擇性電極法測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)變異系數(shù)較高，誤差較大。這與選擇離子電極設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)有關(guān)，在采用離子選擇電極法進(jìn)行測(cè)試過(guò)程中，由于設(shè)備響應(yīng)不靈敏，導(dǎo)致響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性較差，測(cè)量出現(xiàn)誤差。隨著設(shè)備精密度越來(lái)越高，響應(yīng)時(shí)間縮短，離子選擇電極法的測(cè)量精度和準(zhǔn)確度會(huì)進(jìn)一步提高。

表5 分光光度法和選擇離子電極法測(cè)氨氮準(zhǔn)確度

表6 氟試劑分光光度法和選擇離子電極法測(cè)氟準(zhǔn)確度

2.4 加標(biāo)回收率試驗(yàn)

分光光度法測(cè)氨氮和氟的加標(biāo)回收率范圍分別為93.7-104、96.5-103.3，平均值分別為99.9和99.6，而離子選擇性電極法測(cè)氨氮和氟的加標(biāo)回收率范圍分別為97.4-103.4、96.6-102.1，平均值分別為98.4和99.5(表7、8)。二種方法的加標(biāo)回收率和平均值沒(méi)有明顯差異，表明二種方法在測(cè)定氨氮和氟時(shí)都具有可信度。

表7 分光光度法和選擇離子電極法測(cè)氨氮加標(biāo)回收率

表8 氟試劑分光光度法和選擇離子電極法測(cè)氟加標(biāo)回收率

3 結(jié)論

采用分光光度法和離子選擇性電極法測(cè)氨氮和氟離子，考察了標(biāo)準(zhǔn)曲線、精確度、準(zhǔn)確度和加標(biāo)回收率，結(jié)果如下：

(1)分光光度法和選擇性離子電極法測(cè)氨氮的線性相關(guān)系數(shù)較好，達(dá)到0.999以上，而測(cè)氟離子時(shí)線性相關(guān)系數(shù)相對(duì)較差，離子選擇性電極法測(cè)氟的線性相關(guān)系數(shù)不足0.95；

(2)在低濃度時(shí)，分光光度法測(cè)氨氮和氟離子的精確度較離子選擇性電極法較差，同時(shí)離子選擇性電極法測(cè)氨氮和氟離子的濃度范圍要遠(yuǎn)大于分光光度法；

(3)分光光度法測(cè)氨氮和氟離子時(shí)的準(zhǔn)確度要高于離子選擇性電極法；

(4)二種方法的加標(biāo)回收率沒(méi)有明顯差異，表明二種方法在測(cè)氨氮和氟離子時(shí)都具有可信度。