絮凝沉淀法測定地表水中氨氮的方法改進

胡芷維

（茂名市生態(tài)環(huán)境局電白分局，廣東 茂名 525400）

當水體較為清潔時，采用絮凝沉淀法可測定地表水中氨氮含量。當工業(yè)廢水存在嚴重污染時，則應(yīng)用蒸餾法，消除測定干擾因素測定地表水中氨氮含量。采測分離地表水、監(jiān)測黑臭河流時，絮凝沉淀法處理的水樣差異比較大，通過多次試驗對比，改進絮凝沉淀法操作過程中，采用方法與人員比對方式，對試驗操作法改進效果予以驗證[1]。

1 實驗操作

1.1 儀器和試劑

準備：中速定性濾紙、分光光度計、離心機。采用實驗室純水機，制備無氨水。納氏試劑包含碘化鉀-二氯化汞-氫氧化鉀溶液[2]。制備酒石酸鉀鈉溶液（50%）：稱取50 g酒石酸鉀鈉，溶解到水（100 mL）中，加熱煮沸，去除內(nèi)部氨氣，冷卻之后，稀釋到100 mL。硫酸鋅溶液（10%），制備方法如下：選取25 g氫氧化鈉，溶解到水中，稀釋到100 mL。氨氮標準貯備溶液為1 000 mg/L。

1.2 樣品預(yù)處理

選擇50 mL水樣，置入到兩個離心管內(nèi)，添加1 mL硫酸鋅溶液（10%），0.2 mL氫氧化鈉溶液（25%），將pH調(diào)節(jié)到10.5，混合均勻。待至沉淀之后，進行離心處理，離心速率為4 000 r/min，離心處理5 min后，選取上清液。

1.3 測定樣品

選擇適量水樣，添加到比色管（50 mL）內(nèi)，稀釋到標線位置。添加酒石酸銻鉀（1 mL），混合均勻。添加納氏試劑（1.5 mL），混合均勻。放置10 min，以420 nm波長、20 mm光程比色皿，將水作為參照，對吸光度進行測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 問題分析

派遣A人員、B人員，于Ⅰ段河流上游取樣，A人員取樣量為25 mL，B人員取樣量為50 mL，預(yù)處理方法均為絮凝沉淀，A人員測定結(jié)果為0.37 mg/L，B人員測定結(jié)果為0.66 mg/ L。同時派遣A人員、B人員，于Ⅱ段河流上游取樣，A人員取樣量為25 mL，B人員取樣量為50 mL，預(yù)處理方法均為絮凝沉淀，A人員測定結(jié)果為0.54 mg/L，B人員測定結(jié)果為0.81 mg/L。

通過比較分析可知，采用相同的預(yù)處理方法，取樣量設(shè)置不同，測定結(jié)果存在明顯差異。A人員在絮凝沉淀基礎(chǔ)上，采用稀釋2倍方式，消除濁度干擾，水樣難度與曲線中部接近，因此無問題；B人員按照標準方法要求，提取50 mL清潔水，稀釋操作會影響測定結(jié)果。通過討論分析，擬采用預(yù)蒸餾法比較水樣結(jié)果。派遣A人員、B人員，于Ⅰ段河流上游取樣，取樣量均為100 mL，預(yù)處理方法均為蒸餾法，A人員測定結(jié)果為0.35 mg/L，B人員測定結(jié)果為0.36 mg/L。派遣A人員、B人員，于Ⅱ段河流上游取樣，取樣量均為100 mL，預(yù)處理方法均為蒸餾法，A人員測定結(jié)果為0.50 mg/L，B人員測定結(jié)果為0.47 mg/L。

通過上述結(jié)果可知，采用預(yù)蒸餾法，結(jié)果和其中一組人員相同，表明對取樣量進行2倍稀釋后，不會影響測定結(jié)果。產(chǎn)生誤差的原因可能是預(yù)處理步驟不同，尤其是離心操作影響。因此圍繞預(yù)處理步驟，進行深入討論和探究。

2.2 關(guān)鍵性步驟

（1）直接離心和轉(zhuǎn)移后離心。派遣A人員在Ⅰ河段選取50 mL水樣，將其置入兩個離心管沉淀，直接離心處理。之后選擇上清液25 mL，合并置入50 mL比色管，取樣分析量為50 mL，測定結(jié)果為0.39 mg/ L。取樣分析量為25 mL，測定結(jié)果為0.37 mg/L。在Ⅱ河段選取選擇50 mL水樣，將其置入兩個離心管沉淀，直接離心處理。之后選擇上清液25 mL，合并置入50 mL比色管，取樣分析量為50 mL，測定結(jié)果為0.54 mg/L。取樣分析量為25 mL，測定結(jié)果為0.54 mg/L。派遣B人員在Ⅰ河段選取100 mL水樣，在比色管內(nèi)沉淀，之后選取上清液離心，之后選取50 mL上清液分析，取樣分析量為50 mL，測定結(jié)果為0.66 mg/L。取樣分析量為25 mL，測定結(jié)果為0.60 mg/L。在Ⅱ河段選取選擇100 mL水樣，在比色管內(nèi)沉淀，之后選取上清液離心，之后選取50 mL上清液分析，取樣分析量為50 mL，測定結(jié)果為0.81 mg/L。取樣分析量為25 mL，測定結(jié)果為0.76 mg/L。

測定氨氯如下：采用納氏試劑分光光度法、地表水環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量網(wǎng)的規(guī)定，選取水樣沉淀后，選擇上清液進行分析，同時可以離心處理絮凝沉淀后的樣品。通過上述操作，A、B人員在絮凝沉淀后，采用直接離心操作、轉(zhuǎn)移后離心操作，對水樣氨氮值進行測定。結(jié)果顯示，沉淀操作之后，選取上清液進行離心、比色操作，獲取結(jié)果高于沉淀后直接離心操作、取樣分析結(jié)果。導致結(jié)果差異的原因如下：絮凝沉淀處理后，選取上清液中存在未沉淀細小顆粒，在離心處理之后，以懸浮狀存在，樣品存在濁度，相應(yīng)增加比色結(jié)果。在離心管內(nèi)沉淀后，再離心操作，由于存在沉淀物和絮凝劑，懸浮物膠體、分散顆粒，極易受到分子力作用影響，從而生成絮狀體。在沉降操作中，會相互碰撞和凝聚。絮狀體質(zhì)量與尺寸持續(xù)增加，且沉速加快。再次取樣時，內(nèi)部無細小懸浮物，澄清度高，可以確保比色結(jié)果準確性[3]。

（2）絮凝沉淀后統(tǒng)一過濾：按照氨氮測定標準、納氏試劑分光光度法、地表水環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量網(wǎng)的規(guī)定，水樣沉淀之后，采用水沖洗中速定性濾紙進行過濾處理。絮凝沉淀操作后，由離心處理法改為過濾法，取樣量控制在50 mL，對實驗結(jié)果進行驗證。派遣A人員、B人員，于Ⅰ段河流上游取樣，選取水樣100 mL，在比色管內(nèi)沉淀，使用中速定性濾紙過濾，提取濾液置入比色管（50 mL）內(nèi)。A人員取樣量為50 mL，B人員取樣量為50 mL，A人員測定結(jié)果為0.41 mg/ L，B人員測定結(jié)果為0.43 mg/L。同時派遣A、B人員，于Ⅱ段河流上游取樣，選取水樣100 mL，在比色管內(nèi)沉淀，使用中速定性濾紙過濾，提取濾液置入比色管（50 mL）內(nèi)。A人員取樣量為50 mL，B人員取樣量為50 mL，預(yù)處理方法均為絮凝沉淀，A人員測定結(jié)果為0.54 mg/L，B人員測定結(jié)果為0.81 mg/L。

通過上述結(jié)果可知，濾紙包含銨鹽與可溶性氨，極易導致空白值升高。水樣絮凝沉淀之后，再進行過濾處理，結(jié)果將會高于預(yù)蒸餾結(jié)果、沉淀后直接離心比色結(jié)果。然而相對偏差小于5%，一致性良好。

（3）統(tǒng)一絮凝沉淀、離心：在過濾之前，選擇低空白度進口濾紙，或者使用純水沖洗濾紙。為了全面提升預(yù)處理效果，A、B組人員統(tǒng)一預(yù)處理步驟，于離心管內(nèi)絮凝沉淀，之后進行離心、取樣、比色處理，結(jié)果如表1所示。

表1 試驗結(jié)果分析

通過表1結(jié)果可知，在離心管內(nèi)實施絮凝沉淀、離心、比色處理，即使為不同人員操作，結(jié)果一致性也比較高，便于操作與應(yīng)用，可以簡化操作步驟和流程，無需蒸餾處理、沖洗濾紙等。

3 結(jié)論

綜上所述，采測分離地表水、監(jiān)測黑臭河流，采用人員比較方式，能夠掌握絮凝沉淀法處理水樣的差異問題。經(jīng)過多次試驗修正后，改進絮凝沉淀法的離心操作，采用方法和人員比較，有效驗證了絮凝沉淀法的應(yīng)用價值。