在線蒸餾連續(xù)流動注射分析法測定黑臭水體中的氨氮

卞桂榮 沈建

摘要：采用在線蒸餾連續(xù)流動注射儀測定黑臭水體中的氨氮濃度，該方法靈敏度高，蒸餾過程全在密閉管路中進行，樣品損失少，精密度和準確度都很好。在0～2.5mg/L范圍內具有良好的線性關系，相關系數(shù)r=0.9997，檢出限為0.02mg/L，加標回收率為97.8%～101.0%，有證標準物質的測定值均在參考值范圍。該法操作簡便，自動化程度高，檢測結束直接得到濃度結果，大大提高了分析速率，減少了人工消耗，適用于大批量水樣的分析。

關鍵詞：氨氮;連續(xù)流動注射分析;在線蒸餾;黑臭水體

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）11-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.045

Determination of ammonia nitrogen in black and odorous waters by continuous flow analysis with online distillation system

Bian Guirong，Shen Jian

（Wuhu City Environmental Monitoring Center Station，Wuhu Anhui 241000，China）

Abstract：By continuous flow injection on-line distillation apparatus for determination of ammonia nitrogen in the black and odorous waters concentration，high sensitivity，the method of distillation process in airtight pipeline，loss of samples，the precision and accuracy are good， within 0～2.5 mg/L has a good linear relationship，the correlation coefficient is r=0.9997，the detection limit for standard addition recovery is 0.02mg/L，the recovery rates were between 97.8% and 101.0%.This method is easy to operate，highly automated，and can directly obtain the concentration result after the test，which greatly improves the analysis rate and reduces the manual consumption， and is suitable for the analysis of large quantities of water samples.

Key words：Ammonia nitrogen;Continuous flow injection analysis;On line distillation;Black and odorous waters

城市水體是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，近年來，隨著我國城市化和工業(yè)化進程的加快，城市污水產(chǎn)生量和排放量不斷增加，使得全國相當部分城市河段受到不同程度的污染，城市河道生態(tài)系統(tǒng)遭到極大破壞 [1]，污染嚴重的甚至呈現(xiàn)令人不悅的顏色和令人不適的氣味，即產(chǎn)生黑臭水體。城市黑臭水體給人民帶來極差的感官體驗，更是直接影響人們生產(chǎn)生活的突出水環(huán)境問題，城市黑臭水體整治已經(jīng)成為地方各級人民政府改善城市人居環(huán)境工作的重要內容。為了切實美化城市水體環(huán)境，國務院于2015年4月2日頒布了《水污染防治行動計劃》提出“到2020年，地級及以上城市建成區(qū)黑臭水體均控制在10%以內，到2030年，城市建成區(qū)黑臭水體總體得到消除”的控制性目標[2]。2015年8月，住房城鄉(xiāng)建設部會同環(huán)保部、水利部、農(nóng)業(yè)部共同編制并發(fā)布了《城市黑臭水體整治工作指南》，其中“城市黑臭水體分級與判定”部分初步明確了黑臭水體的監(jiān)測內容，包括布點和測定頻率、評價標準、評價指標及其分析方法[3]。

2018年4月，國家環(huán)境監(jiān)測總站發(fā)布了《城市黑臭水體整治環(huán)境保護專項督查監(jiān)測方案》，確定了監(jiān)測指標為透明度、溶解氧（DO）和氨氮（NH 3 -N），其中透明度、溶解氧、氧化還原電位可以現(xiàn)場原位測定，而氨氮則必須在實驗室內分析。城市黑臭水體的水體性質分類屬于地表水，目前測定地表水中的氨氮主要用納氏試劑分光光度法[4]，樣品前處理方式一般為絮凝沉淀法，有些樣品色度干擾嚴重，則要采用蒸餾法對樣品進行前處理，這兩種方法耗時耗力，后期顯色需要使用納氏試劑，使用的汞鹽具有劇毒性，對實驗人員和環(huán)境均會產(chǎn)生危害，而且很難短時間內完成大批樣品的分析。

本文采用在線蒸餾連續(xù)流動分析儀，從線性范圍、檢出限、準確度和精密度等方面探討了該方法對于大批量黑臭水體中的氨氮測定的可行性。

1 材料與方法

1.1 試劑

1.1.1 氨氮標準溶液

濃度為1 000 mg/L，壇墨質檢-標準物質中心，批號：B1911048。

1.1.2 氨氮標準樣品

有證標準樣品1（環(huán)境保護部標準樣品研究所）編號為GSB 07-3164-2014 2005116，標準值為0.552±0.028 mg/L，有證標準樣品2（環(huán)境保護部標準樣品研究所）編號為GSB 07-3164-2014 2005120，標準值為1.49±0.06 mg/L。

1.1.3 蒸餾試劑

溶解EDTA二鈉（國藥集團化學試劑有限公司，分析純）5g于600mL無氨水，加入氫氧化鈉（國藥集團化學試劑有限公司，分析純）60g溶解，用無氨水定容至1 000mL。

1.1.4 緩沖溶液

溶解酒石酸鉀鈉（國藥集團化學試劑有限公司，分析純）33g、檸檬酸鈉（國藥集團化學試劑有限公司，分析純）24g于800mL無氨水，用無氨水定容至1 000mL，加入Brij35 （30%）3mL并混勻，用1M的鹽酸或者氫氧化鈉調節(jié)pH值為5.2±0.1。

1.1.5 硫酸溶液

稀釋濃硫酸（國藥集團化學試劑有限公司，優(yōu)級純）0.3 mL于800mL無氨水，用無氨水定容至1 000mL。

1.1.6 水楊酸鈉溶液

溶解氫氧化鈉25g于800mL無氨水，加入水楊酸鈉（國藥集團化學試劑有限公司，分析純）80g，用無氨水定容至1 000mL。

1.1.7 硝普鈉溶液

溶解硝普鈉（上海天蓮化工科技有限公司，分析純）1g于800mL無氨水，用無氨水定容至1 000mL。

1.1.8 二氯異氰尿酸鈉溶液

溶解二氯異氰尿酸鈉（上海麥克林生化科技有限公司，96%）2g于800mL無氨水，用無氨水定容至1 000mL。

1.2 儀器

5000型 SKALAR連續(xù)流動分析儀（昌信科學儀器公司）。

1.3 方法原理

樣品經(jīng)蒸餾，其中的氨經(jīng)氯化作用形成氯化氨，氯化氨與水楊酸鹽反應，形成5-氨基水楊酸。經(jīng)氧化和氧化絡合后，形成綠色絡合物。加硝普酸鈉鹽作催化劑，加檸檬酸鈉來隔離陽離子氫氧化物，在660nm處測定吸光度。

2 結果與討論

2.1 校準曲線

將1 000 mg/L氨氮標準溶液稀釋100倍得到10.0mg/L標準使用液。配制濃度分別為0mg/L、0.05mg/L、0.10mg/L、0.50mg/L、1.00mg/L、2.00mg/L、2.50mg/L的氨氮標準溶液系列。以測定吸光度值為縱坐標，氨氮質量濃度為橫坐標，繪制校準曲線。線性回歸方程為：Y=0.1442X-0.0062，相關系數(shù)r=0.9997。

2.2 檢出限

根據(jù)中華人民共和國國家環(huán)境保護標準HJ168-2010中A.1.1規(guī)定：重復7次，濃度為0.05mg/L的標準溶液，按公式：MDL=t（n-1，，099）×S 計算出方法檢出限為0.02mg/L。其中n為平行測定次數(shù)，S為7次平行測定結果的標準偏差。

2.3 精密度的測定

選取濃度分別為0.200mg/L、1.00mg/L、2.00mg/L的氨氮標準溶液以及2個不同濃度的氨氮有證標準樣品平行測定6次，根據(jù)測定結果進行精密度計算，見表1。每組溶液的相對標準偏差均小于2.0，說明該方法精密度較好。

2.4 準確度的測定

選取2個不同濃度的有證標準物質平行測定6次，根據(jù)測定結果進行準確度計算，見表2。有證標準物質的測定結果均在參考值范圍內，滿足實驗室對樣品中氨氮濃度分析準確度的要求。

2.5 實際樣品的測定

本文選取蕪湖市某一水體，按《城市黑臭水體整治工作指南》中布點與測定頻率要求：每200～600m間距設置檢測點，設置3個檢測點，采集樣品進行加標回收率和精密度測定，每批樣品平行測定6次，結果見表3。由表3可知，實際樣品的相對標準偏差和加標回收率均滿足實驗室對樣品中氨氮質量濃度分析的精密度和準確度要求。

3 結論

城市黑臭水體的排查和整治工作中，氨氮分析測定的工作量十分巨大，而本文研究的在線蒸餾連續(xù)流動注射法測定水樣中的氨氮，儀器操作簡便，自動化程度高，儀器直接顯示濃度結果，大大提高了分析速率，減少了人工消耗，適用于大批量水樣的分析。實驗中避免使用劇毒試劑，提高實驗過程的安全性。使用在線蒸餾模塊，分析不受色度干擾，在封閉的檢測系統(tǒng)內進行檢測，樣品損失少，精密度和準確度都很好，在蕪湖市城市黑臭水體的排查和整治工作中發(fā)揮了巨大的作用。

參考文獻

[1]胡洪營，孫艷，席勁瑛，等.城市黑臭水體治理與水質長效改善保持技術分析[J].環(huán)境保護，2015（13）：24-26.

[2]國務院.國務院關于印發(fā)水污染防治行動計劃的通知（國發(fā)〔2015〕17號）[Z].2015-04-02.

[3]住房和城鄉(xiāng)建設部，環(huán)境保護部.城市黑臭水體整治工作指南[Z].2015-08-28.

[4]HJ535-2009，水質氨氮的測定納氏試劑分光光度法[S].環(huán)境保護部，2010.

收稿日期：2020-09-01

作者簡介：卞桂榮（1981-），女，碩士研究生，工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)測。