現(xiàn)代分析技術(shù)在水質(zhì)氨氮監(jiān)測中的應(yīng)用分析

摘要：在水質(zhì)監(jiān)測中，氨氮的監(jiān)測是十分重要且常見的項目之一。氨氮是釋放游離氨的主要源頭，而游離氨的含量上升是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)的元兇之一，因此，監(jiān)測水體中氨氮的含量是水環(huán)境監(jiān)測工作的主要內(nèi)容之一。隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)，我國開始越來越重視對自然環(huán)境的監(jiān)測工作，也逐漸認(rèn)識到氨氮在水體中導(dǎo)致的危害，開始積極開發(fā)和應(yīng)用分析技術(shù)，用于監(jiān)測水體中氨氮的含量及其變化趨勢，為后續(xù)的資源保護(hù)、污染質(zhì)量工作奠定基礎(chǔ)。本文從常見的現(xiàn)代分析技術(shù)入手，分析并探討現(xiàn)代分析技術(shù)在水質(zhì)氨氮監(jiān)測中的具體應(yīng)用方式，希望可以為提升我國水質(zhì)監(jiān)測工作質(zhì)量提供一些思路。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代分析技術(shù);水質(zhì)監(jiān)測;氨氮監(jiān)測;應(yīng)用

中圖分類號：X832 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）02-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.02.078

Abstract：In water quality monitoring， monitoring for ammonia nitrogen is one of the most important and common items. Ammonia nitrogen is the main source of free ammonia， and the increase in free ammonia content is one of the culprits leading to eutrophication of water bodies.Therefore， monitoring the ammonia nitrogen content in water bodies is one of the main aspects of environmental monitoring in water. With the increasing awareness of environmental protection，China began to pay more and more attention to the monitoring of the natural environment， and gradually realized the harm caused by ammonia nitrogen in water bodies， and began to actively develop and apply analytical techniques for monitoring the content of ammonia nitrogen in water bodies and the the changing trend lays the foundation for subsequent resource protection and pollution quality work.This article starts with common modern analysis techniques， analyzes and discusses the specific application methods of modern analysis techniques in water quality ammonia nitrogen monitoring， and hopes to provide some ideas for improving the quality of water quality monitoring in China.

Key words：Modern analysis technology;Water quality monitoring;Ammonia nitrogen monitoring;Application

1 常用于氨氮監(jiān)測的現(xiàn)代分析技術(shù)

1.1 分光光度法

分光光度法是常見的現(xiàn)代分析技術(shù)，主要依據(jù)的是物質(zhì)對于特定波長光的吸收性，這是一種靈敏度高、操作簡便的分析技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)定量、定性測量，常用于氨氮監(jiān)測之中。

1.1.1 納氏試劑分光光度法

納氏試劑分光光度法利用的是銨離子、游離氨與碘化鉀強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成的黃棕色膠體化合物，這種顏色對波長在410～425nm范圍內(nèi)的光有著強(qiáng)烈的吸收作用。而且，這種黃棕色膠體化合物的色度與產(chǎn)生銨離子、游離氨的氨氮含量存在著正比例關(guān)系。因此，納氏試劑分光光度設(shè)備能夠根據(jù)化合物的色度監(jiān)測水體中氨氮含量的變化。納氏試劑分光光度法能夠用于氨氮的在線監(jiān)測。

1.1.2 水楊酸分光光度法

水楊酸分光光度法利用的是銨離子、游離氨在亞硝基鐵氰化鈉的催化作用下與水楊酸、次氯酸反應(yīng)產(chǎn)生藍(lán)色化合物，這種顏色對波長在697nm左右的光有著強(qiáng)烈的吸收作用。這種藍(lán)色化合物的色度與產(chǎn)生銨離子、游離氨的氨氮含量存在著正比例關(guān)系，因此，水楊酸分光光度設(shè)備能夠根據(jù)化合物的色度變化監(jiān)測水體中氨氮含量的變化。水楊酸分光光度法能夠用于氨氮的在線監(jiān)測。

1.2 電極法

電極法借助的是pH電極來獲取水體中氨氮的監(jiān)測數(shù)據(jù)。當(dāng)水體中加入堿液調(diào)整pH值到11以上時，氨氮更多以游離氨的形式存在，游離氨穿過半透膜時會帶動氯化銨電解液中的銨離子移動，影響水體中氫離子，繼而在pH電極上留下數(shù)據(jù)。因此，電極法可以被用于氨氮的在線監(jiān)測。

1.3 氣相分子吸收法

氣相分子吸收法的主要監(jiān)測對象是亞硝酸鹽，借助亞硝酸鹽來判斷氨氮含量。在進(jìn)行氣相分子吸收法監(jiān)測前，需要先將監(jiān)測樣品進(jìn)行處理，通過酸性介質(zhì)、無水乙醇煮沸來消除水體中原有亞硝酸鹽的存在，避免其影響氣相分子吸收法的監(jiān)測。氣相分子吸收法是通過氧化的方式將氨氮形成的銨離子、游離氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，此轉(zhuǎn)化過程是一個等量過程，因此，可以通過監(jiān)測亞硝酸鹽的含量來判斷水體樣品中氨氮的含量，從而實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)氨氮的監(jiān)測。

1.4 中和滴定法

全自動凱氏定氮儀在測定水體中氨氮含量方面具有較高的可行性，中和-滴定的過程能夠有效得到氨氮的含量，且由于全程幾乎都在進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)，因此無后續(xù)二次污染物的產(chǎn)生，無毒副作用物質(zhì)產(chǎn)生，測定的準(zhǔn)確率也很高。全自動凱氏定氮儀已經(jīng)具備在水體監(jiān)測氨氮含量中使用的實(shí)力。

2 現(xiàn)代分析技術(shù)在水質(zhì)氨氮監(jiān)測中的具體應(yīng)用方式

在實(shí)際的水質(zhì)氨氮監(jiān)測過程中，單一使用一種分析技術(shù)已經(jīng)逐漸不能滿足監(jiān)測的需求，通常來講，在線監(jiān)測與實(shí)驗室測定技術(shù)的搭配使用更符合當(dāng)下水質(zhì)監(jiān)測的需求，也能夠充分發(fā)揮不同分析技術(shù)的優(yōu)勢，提高對水體中氨氮含量的監(jiān)測質(zhì)量，為后續(xù)的氨氮污染控制、治理奠定基礎(chǔ)。

2.1 納氏試劑分光光度法的應(yīng)用

納氏試劑分光光度法是氨氮監(jiān)測領(lǐng)域中效果非常優(yōu)秀的一種分析技術(shù)，靈敏度高、操作簡單、適用性強(qiáng)。在實(shí)際水質(zhì)監(jiān)測中我們可以發(fā)現(xiàn)，無論是哪一種水質(zhì)的水體，都會在檢測過程中發(fā)現(xiàn)氨氮的存在，這說明了氨氮的普遍存在特性，因此，靈敏度更高的納氏試劑分光光度法及其設(shè)備有了更廣闊的使用空間，能夠在氨氮普遍存在的情況下及時、高效發(fā)現(xiàn)其含量的變化，更有利于環(huán)境監(jiān)測部門對于水體中氨氮含量的掌握。在應(yīng)用納氏試劑分光光度法的同時，MCU儀器參數(shù)的綜合分析十分重要，氨氮含量的變化通常與水體流量、流速、壓力等方面的變化有很大的關(guān)系，并不一定是污染含量發(fā)生的變化，綜合考量之下更有利于提高水質(zhì)監(jiān)測工作成果的質(zhì)量和有效性。

2.2 分光光度法與滴定法的綜合應(yīng)用

在氨氮監(jiān)測的實(shí)際應(yīng)用中，分光光度法與滴定法是靈敏度較高、較為常見、普適性較高的兩種分析技術(shù)，兩種技術(shù)的綜合應(yīng)用能夠有效對比出氨氮監(jiān)測技術(shù)、設(shè)備中的漏洞和不確定參數(shù)，相互補(bǔ)充提高氨氮監(jiān)測的質(zhì)量和有效性。在分光光度法領(lǐng)域中，納氏試劑分光光度法與堿性過硫酸鹽消解紫外分光光度法都是能夠有效監(jiān)測氨氮的分析技術(shù)，二者針對同一水樣所獲得的結(jié)果基本一致，可以相互替代使用。德國柯澤公司生產(chǎn)的K301型在線監(jiān)測分析儀較納氏試劑分光光度設(shè)備多了一項對總磷的測量功能，可以酌情考慮使用。滴定法中全自動凱氏定氮儀是比較具有代表性和普適性的一種，具有較高的靈敏度且能夠全自動進(jìn)行監(jiān)測，能夠保證對氨氮含量檢測的質(zhì)量和效率。分光光度計與滴定類監(jiān)測儀器的綜合使用能夠從兩個方向?qū)Ρ韧凰畼拥谋O(jiān)測結(jié)果，從而有效掌握一種分析技術(shù)無法完整體現(xiàn)的監(jiān)測誤差，提高對氨氮監(jiān)測的質(zhì)量。

2.3 氨氮敏電極與全自動凱氏定氮儀的應(yīng)用

氨氮敏電極與全自動凱氏定氮儀的綜合應(yīng)用能夠及時得到水質(zhì)中不同離子的總量，對比之下保證對氨氮監(jiān)測的質(zhì)量和準(zhǔn)確度。敏電極類的分析儀器的使用需要監(jiān)測人員保證電極的穩(wěn)定性，并相應(yīng)地確定電機(jī)不穩(wěn)定所帶來的監(jiān)測誤差范圍，在反復(fù)實(shí)驗、反復(fù)獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)的過程中逐步提高對氨氮監(jiān)測的準(zhǔn)確性。由于敏電極類分析儀器的固有誤差，搭配全自動凱氏定氮儀能夠有效提高監(jiān)測分析的質(zhì)量，縮小誤差對監(jiān)測結(jié)果的影響。Amatx-sc1000是一款氨氮在線自動監(jiān)測儀器，其原理就是敏電極分析技術(shù)，儀器根據(jù)監(jiān)測到的電動勢來測量、判斷氨氮在樣品中的含量，這款氨氮監(jiān)測設(shè)備對于低濃度的氨氮同樣具有較高的靈敏度，反而對高濃度的氨氮監(jiān)測結(jié)果不能有效保證，搭配全自動凱氏定氮儀能夠有效擴(kuò)大監(jiān)測范圍。

3 結(jié)束語

氨氮所造成的的污染是我國水污染的主要方式之一，而氨氮又普遍存在于工業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢水之中，因此，對水體中的氨氮含量進(jìn)行有效監(jiān)測是水污染治理的需求之一，是環(huán)境監(jiān)測工作的重要組成部分之一。目前，針對水體中氨氮含量的測量有多種常見的分析技術(shù)，各自具有一定的優(yōu)勢和劣勢，需要監(jiān)測人員根據(jù)監(jiān)測水體的實(shí)際情況，氨氮的濃度，進(jìn)行分析技術(shù)及其配套設(shè)備的選擇，制定合理的技術(shù)搭配、設(shè)備綜合應(yīng)用方案，最大程度提高對氨氮含量監(jiān)測的質(zhì)量和精準(zhǔn)性，為后續(xù)的氨氮污染治理奠定基礎(chǔ)。

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收稿日期：2019-12-24

作者簡介：趙玉娟（1986-），女，漢族，本科學(xué)歷，工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)測。