關(guān)于水樣中氨氮分析方法的探討

李蓓 陳華

摘 要：現(xiàn)今水質(zhì)的污染日益嚴(yán)重，特別是飲用水方面，已經(jīng)引起大家的高度關(guān)注。而氨氮作為水體有機(jī)物污染的參考指標(biāo)，在實際的分析檢測中，應(yīng)根據(jù)不同的情況，選用恰當(dāng)?shù)姆治龇椒?。同時由于社會的發(fā)展，相應(yīng)的分析檢測技術(shù)也應(yīng)該與時俱進(jìn)，讓結(jié)果更加精確。本文總結(jié)了近來水樣中氨氮化學(xué)計量分析方法的主要研究進(jìn)展，主要內(nèi)容包括氨氮化學(xué)分析方法，儀器分析方法和自來水樣本存儲量的測量，預(yù)處理方法等，簡要介紹了水樣中氨氮的分析和測量方法。

關(guān)鍵詞：水樣;氨氮分析方法;樣本存儲;預(yù)處理

0 引言

中國目前的地表飲用水污染比較嚴(yán)重，部分飲用水被氨氮污染。其中，氨氮主要來自有機(jī)代謝物，其中生活污水中的氮和有機(jī)物被魚和各種微生物吸收并分解，后續(xù)還可能被人食用，此外還主要存在于化學(xué)顏料和工業(yè)廢水中。氨氮污染是衡量和評估水體有機(jī)污染的重要指標(biāo)，氨氮含量和濃度是判斷地下水污染物排放程度的重要檢測指標(biāo)之一，也是監(jiān)測水污染的重要水質(zhì)檢測技術(shù)項目。由于嚴(yán)重的地表水污染，現(xiàn)代人對環(huán)境保護(hù)和地表水污染分析的技術(shù)要求有了更高的認(rèn)識，因此本文著重分析水樣中氨氮檢驗的原理和方法。

1 分析氨氮含量的方法

1.1 納氏試劑分光光度計

氨和氮的比色測量用于環(huán)境監(jiān)測，這是一種符合國家標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)典方法（即傳統(tǒng)的納斯勒試劑色度）的制備方法。光度測量和納氏試劑色度測量，主要改進(jìn)了傳統(tǒng)的納氏試劑方法，該方法使用傳統(tǒng)的酒石酸硼酸鈉和氫氧化鉀作為主要掩蔽劑，以有效消除海水中鈣和鎂離子的相互干擾，可以有效監(jiān)測海水樣品中的有機(jī)氨和氮。用阿拉伯樹膠水溶液向樣品中加入掩蔽劑和海水樣品預(yù)處理，以有效避免掩蔽劑與海水中有機(jī)氮化合物之間的相互作用，并在海水中制得更多的碘化氫銨絡(luò)合物。加入15.0mL水樣品，4.0mL氫氧化鈉溶液和1.0mL酒石酸鉀。最后添加氫氧化鈉溶液，2.0mL氫氧化鉀和硫酸溶液，然后添加1.0 mL阿拉伯膠和硫酸溶液以及1.0mL封閉劑。

氨氮自然以游離氨或銨鹽的形式存在于水中，氮和氨的組成比取決于進(jìn)入水的溶液溫度和溶液溫度。pH值越高，游離氨的組成比越高，反之亦然。因此，pH值會嚴(yán)重影響溶液測量數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性。色溫和時間的顏色不穩(wěn)定性也會直接導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)中的不正確，溫度穩(wěn)定性值太低，顏色持續(xù)時間過長，溶液溫度過高，并且顯色持續(xù)時間短，極大地影響了測量溶液的顏色[1]。

1.2 水楊酸次氯酸鹽分光光度計

水楊酸次氯酸鹽法測定水中氨氮酸度的基本原理是氯胺，其中當(dāng)溶液中存在水楊酸鐵和氰化鈉時，銨與次氯酸鹽反應(yīng)形成氫氧化物，氯胺與水楊酸鐵反應(yīng)成藍(lán)色形成化合物。藍(lán)色化合物的顏色與水中氨氮的顏色濃度成正比，具有較高的色敏性和顏色穩(wěn)定性，但對試劑的要求嚴(yán)格，操作復(fù)雜。根據(jù)臨床研究，水楊酸次氯酸鹽被廣泛用于水樣中以測量氨氮和水溶液的pH值，這直接影響了該方法的結(jié)果。水樣的酸度失衡影響較大，當(dāng)水的pH值為11.6～11.7時，色敏效果最佳，結(jié)果最穩(wěn)定。嚴(yán)格控制氨氮和水樣品的酸度和pH值的能力對于反應(yīng)控制非常重要，因為水的酸度太高或太低，都會直接導(dǎo)致水樣反應(yīng)的不平衡。

1.3 靛酚光度法

靛酚光度法是一種用于測量氨氮的特殊方法，在國際科學(xué)界眾所周知。靛酚光度的測定方法還具有重現(xiàn)性和穩(wěn)定性好的優(yōu)點，不受海水氨基酸化學(xué)物質(zhì)的干擾。這種測量氨氮的方法被廣泛用于測量容易在海水中積累的放射性氨氮，這種氨氮化合物這對水生魚類的生存和健康產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。海水中氨氮的測量受“鹽效應(yīng)”的影響很大，因此必須相應(yīng)調(diào)整氨氮的pH值。否則，很難從海水中獲得高質(zhì)量的氨氮檢測數(shù)據(jù)。

1.4 連續(xù)流量分析儀方法

連續(xù)流自動分析儀是一種新型的連續(xù)流自動化分析儀器，具有較高水平的連續(xù)流自動化、快速的分析速度、出色的數(shù)據(jù)收集和可重復(fù)性、低維護(hù)成本。從簡單的樣品進(jìn)樣分析到連續(xù)流進(jìn)樣的自動分析，大大加快了分析速度，大大減少了人工消耗，可以手動分析大量樣品，并廣泛用于水質(zhì)分析。

1.5 流動注射分析與其他技術(shù)的結(jié)合

流動注射和在線分析技術(shù)是一種基于在線和自動化的新技術(shù)。該自動技術(shù)的方法分析速度快，準(zhǔn)確度高，可以實現(xiàn)污染物的定量分析，還可以與其他檢測分析技術(shù)，原子色譜，分光光度計等技術(shù)結(jié)合使用。這些自動化技術(shù)的應(yīng)用和組合將成為未來流量注入和在線分析的主要發(fā)展趨勢。通過將國際汽聯(lián)在線分析技術(shù)與連續(xù)流動注射和在線分析有機(jī)結(jié)合，建立一個潛在的流動注射分析和監(jiān)測系統(tǒng)，可以實時監(jiān)測各種類型的陰離子和污染物表面活性。

2 水樣本存儲

在有氧滲氮條件下，細(xì)菌和微生物可以把氨氮化合物變?yōu)閬喯跛猁}和硝酸鹽。因此，在水中取樣時，必須向水中添加少量硫酸，以使氨氮pH的測量值小于2，這將大大減慢水中各種形式的有機(jī)氮的分解和轉(zhuǎn)化。對于有機(jī)飲用水廢水，由于水中有機(jī)物的快速分解，有機(jī)氨基酸鹽氮被分解并轉(zhuǎn)化為有機(jī)氨基酸鹽氮，因此對于無機(jī)廢水樣品，水中氨氮的測量值會隨著時間而增加。氨氮被分解并轉(zhuǎn)化為無機(jī)亞硝酸鹽氮和有機(jī)亞硝酸鹽氮，并準(zhǔn)確測量了水樣中的氨氮[2]。隨著水采樣時間的流逝，穩(wěn)定值降低。因此，為了確保水質(zhì)測量過程和結(jié)果的安全性和可靠性以及測量的準(zhǔn)確性，通過添加酸將整個水質(zhì)樣品固定在現(xiàn)場，然后盡快確定水質(zhì)。

3 水樣品的預(yù)處理

在自然環(huán)境中，水中的金屬離子和水中的鈣等化學(xué)懸浮物會對濾紙測量數(shù)據(jù)的美觀和準(zhǔn)確性產(chǎn)生一定的影響，因此，應(yīng)在實驗室中對水樣濾紙進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理。通常，濾紙包含微量的氨和銨鹽，實驗室空氣中的銨鹽和氨對粘著性濾紙也有特殊作用。濾紙吸收的銨鹽和氨水越多，對濾紙測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的影響就越大，因此實驗室在使用前必須密封并存儲濾紙。當(dāng)使用傳統(tǒng)的絮凝方法沉淀絮凝劑時，由于上清液包含大量的絮凝物，因此該方法的測量結(jié)果的可重復(fù)性很差。實驗結(jié)果表明，絮凝劑沉淀后，樣品中的絮凝劑通過離心沉淀與上清液分離，然后用于測定水中的氨和氮。

為了測量具有高濁度的水性工業(yè)樣品的濁度，必須首先添加硫酸鋁絮凝劑進(jìn)行離心固化，然后必須向樣品中添加少量聚丙烯酰胺（PAM）以進(jìn)行離心固化。預(yù)處理后，當(dāng)水樣中硫酸鋁的氨氮含量約為水樣的10倍時，混凝效果最佳。該預(yù)處理方法操作簡單，試劑量少，凝聚作用好，漂白混濁去除率高（99.13%）。該方法的發(fā)現(xiàn)表明，在工業(yè)含水樣品的預(yù)處理過程中，由離心機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力可用于從工業(yè)含水樣品的上清液中的硫酸鋁溶液中快速分離出大量聚集體。收集絮凝劑和沉淀物，上清液，并測定水樣中絮凝物和氨氮的含量和濃度，該方法具有良好的重復(fù)性。

氨氮濃度是測量復(fù)雜水質(zhì)的重要測量指標(biāo)。由于水樣本的復(fù)雜性，有更多的方法來測量水樣本中的氨氮濃度，并且氨氮濃度測量方法的復(fù)雜性和需求正在增加。當(dāng)前光譜試劑的光譜分析和測量設(shè)備簡單易用，是簡化復(fù)雜水質(zhì)的最合適和選擇性的分析方法之一，但選擇性分析系統(tǒng)中使用該方法的敏感性仍然存在。由于離子色譜的低干擾和高靈敏度，它適用于復(fù)雜水樣品的選擇性分析。氨氮監(jiān)測結(jié)合各種特性和類型自動實時監(jiān)測各種氨氮水的性質(zhì)和類型，氨氮的需求和發(fā)展以及其他測量特性，靈敏度高和穩(wěn)定性高，易于自動化的氨氮測量方法和儀器自動化技術(shù)的形成是未來環(huán)境監(jiān)測的新技術(shù)趨勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳永濤，李峰，田維青，李鋒，黃旭.大中型水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子集電環(huán)溫度過高分析及處理[J].紅水河，2018，37（02）： 81-86.

[2]顧金鳳，凌芳，曹麗麗，等.水樣中氨氮分析方法的研究[J].化學(xué)試劑，2015，37（05）：420-424.

作者簡介：

李蓓（1984- ），女，陜西蒲城人，蒲城清潔能源化工有限責(zé)任公司中級工程師，研究方向：化工分析;

陳華（1984- ），女，陜西漢陰人，蒲城清潔能源化工有限責(zé)任公司中級工程師，研究方向：化工分析。