废水监测分析氨氮测定的方法对比研究

废水监测分析氨氮测定的方法对比研究

废水的监测分析方法中，气相分子吸收光谱法是一种新兴的测定方法，文章通过对气相分子吸收光谱法和纳氏试剂分光光度法系统的比较，实验结果表明，气相分子吸收光谱法测定水中氨氮，操作简便，重现性好、分析速度快，适用于废水中氨氮测定。

标签：气相分子吸收光谱法；分光光度法；氨氮测定

引言：

氨氮是无机营养盐的一种，可导致水体富营养化现象的产生，是水体中的主要耗氧污染物，对鱼类及某些水生生物有毒害作用，是评价河、湖健康的关键指标之一，也是我国实施排放总量控制的指标之一。目前，我国测定氨氮的方法有：纳氏试剂分光光度法（HJ535-2009）、水杨酸分光光度法（HJ536-2009）和氨气敏电极法等，其中，使用较多的方法是纳氏试剂分光光度法。该方法准确可靠，再现性好，但易受样品色度、浊度干扰，前处理步骤比较繁琐，试剂毒性较大。本文采用气相分子吸收光谱仪法（HJ/T195-2005）测定工业废水中的氨氮，并与纳氏试剂分光光度法作比较，结果表明，气相分子吸收光谱法可直接对试样进行测定，分析周期和分析成本也大大降低。

1.实验部分

1.1 仪器与试剂

1.1.1 纳氏试剂分光光度法

仪器为可见分光光度计。

溶液配制：1mol/L 盐酸溶液；1mol/L 氢氧化钠；轻质氧化镁，将氧化镁在500℃下加热，以除去碳酸盐；0.05%溴百里酚蓝指示剂；硼酸溶液，称取20g 硼酸溶于水，稀释至1L；纳氏试剂，称取16.0g 氢氧化钠，溶于50mL 水中，充分冷却至室温，取7.0g 碘化钾和10.0g碘化汞溶于水，然后将此溶液注入氢氧化钠溶液中，用水稀释至100mL；酒石酸钾钠溶液，称取50g酒石酸钾钠溶于100mL 水中，加热煮沸以除去氨，放冷，定容至100mL；氨氮标准溶液，移取5ml 氨氮标准储备液于500mL 容量瓶中，用水稀释至标线。

1.1.2 气相分子吸收光谱法

仪器为气相分子吸收光谱仪。

溶液配制：40%氢氧化钠溶液，称取200g 氢氧化钠，溶解于1L 水中；溴百里酚蓝指示剂，取0.1g溴百里酚蓝，加2mL 乙醇，搅拌成湿盐状，加入100mL

水；次溴酸盐氧化剂，取2.5g 分析纯溴酸钾及20g分析纯溴化钾，溶于1000mL的水中。

1.2 操作步骤

1.2.1 纳氏试剂分光光度法

⑴将50mL硼酸溶液移入接收瓶内，确保冷凝管出口在硼酸溶液液面之下。分取250mL水样（如氨氮含量高，可适当少取，加水至250mL）移入烧瓶中，加几滴溴百里酚蓝指示剂，必要时，用氢氧化钠溶液或盐酸溶液调整pH 至6.0～7.4 之间，加入0.25g 轻质氧化镁及数粒玻璃珠，立即连接氮球和冷凝管。加热蒸馏，使馏出液速率约为10mL/min，待馏出液达200mL 时，停止蒸馏，加水定容至250mL。

⑵绘制校准曲线。在8个50mL比色管中，分别加入0.00mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL、和10.00mL 氨氮标准工作溶液（10μg/mL），其所对应的氨氮含量分别为0.0μg、5.0μg、10.0μg、20.0μg、40.0μg、60.0μg、80.0μg和100μg，加水至标线。加入1.0mL 酒石酸钾钠溶液，摇匀，再加入纳氏试剂1.5mL 或1.0mL，摇匀。放置10min 后，在波长420nm 下，用20mm 比色皿，以水作参比，测量吸光度。以空白校正后的吸光度为纵坐标，以其对应的氨氮含量（μg）为横坐标，绘制校准曲线。

⑶ 样品测定。清洁水样：直接取50mL，按与校准曲线相同的步骤测量吸光度。有悬浮物或色度干扰的水样：取经预处理的水样50mL（若水样中氨氮浓度超过2mg/L，可适当少取水样体积），按与校准曲线相同的步骤测量吸光度。

1.2.2 气相分子吸收光谱法

经开机-打开电脑-设置参数后，将试剂管、氧化剂管分别插入试剂（盐酸乙醇混合溶液）及次溴酸盐氧化剂中，点击软件主界面“管路润洗”按钮（进行润洗，可多次润洗）-点击软件主界面“曲线及样品”-在“标准空白校正”处打勾-将标准溶液各浓度值和对应的位置号输入-仪器工作-完成样品测试。

2.结果与讨论

2.1 现状分析

2016 年对工业废水中的氨氮进行分析，1-9月采用纳氏试剂分光光度法，10-12 月采用气相分子吸收光谱法进行了监测分析、统计，计算出每月所消耗的分析周期。分析周期折线图如图1。

采用纳氏试剂分光光度法分析废水中氨氮含量，以3月份为例，共分析了440个样品，分析操作时间累计是16h。其中干扰物需要蒸馏去除，蒸馏耗时20min，显色时间10min，加样反应时间10min，一个样品出结果40min。预处理

到分析需7种试剂。纳氏试剂分光光度法分析时间长，试剂消耗品种数量比较多。

采用气相分子吸收光谱法分析废水中氨氮含量，以10 月份为例，共分析了440 个样品，分析时间累计是4h，浑浊水样无需蒸馏，只需过滤，即可进入仪器。样品进仪器2min 即可读出结果。缩短了分析周期，提高了分析速度。

3.气相分子吸收光谱法影响因素

3.1 仪器泵参数

影响气相分子吸收光谱法测定氨氮含量的关键参数是样品泵转速、试剂泵转速、氧化剂泵转速。试验通过配置氨氮4.00mg/L标准溶液，选择不同泵的转速，考察分析废水中氨氮含量及相對偏差。试验结果见表1。

从表1 中看出，样品泵、试剂泵和氧化剂泵的转速分别在50rpm、40rpm、30rpm 下，标准物质的浓度接近真值。

3.2 准确度、精密度验证试验3.2.1 绘制标准曲线

仪器在样品泵、试剂泵及氧化剂泵的转速分别为50rpm、40rpm 30rpm 的条件下做曲线，对国家标准物质氨氮样品进行分析。配置2.0μg/mL 的标准溶液于500mL 容量瓶中。点击软件主界面右下角的“标准空白”，依次输入0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.6、2.0，仪器自动完成标准曲线的测定结果见表2，氨氮线性方程及R值见表3。

通过试验得出氨氮标准曲线，且各曲线的R值均达到三个9 以上，符合要求。

3.2.2 准确度、精密度比对试验

仪器在样品泵、试剂泵及氧化剂泵的转速分别为50rpm、40rpm 、30rpm 的条件下，用标准物质7.65±0.07mg/L，分别进行气相分子吸收光谱法、纳氏试剂分光光度法的准确度、精密度试验，结果见表4、表5。

从表4、表5 中看出，用标准物质7.65±0.07mg/L 进行气相分子吸收光谱法、纳氏试剂分光光度法，准确度、精密度满足标准要求。但是，气相分子吸收光谱法测定的准确度和精密度更高。

3.2.3 气相分子吸收光谱法分析工业污水准确度、精密度试验

试验取某公司工业废水，采用气相分子吸收光谱法进行水质分析，并考查分析结果的准确度和精密度。分析结果见表6。

从表6 中看出，工业废水采用气相分子吸收光谱法分析，回收率最大值

97.84%，最小值96.00%，在标准值95%～105%范围内；室内相对误差最大值4.52≤±5；相对偏差最大值为4.94≤±10。试验证明，气相分子吸收光谱法分析氨氮废水，其准确度、精密度均满足标准要求。

2.2.4 分析时间对比试验

4.结论

综上所述，气相分子吸收光谱法在测定废水中氨氮的应用逐渐走向规模化标准化，凭借其操作方便、预处理方便、可批量检测、低污染、化学试剂用量少的优势，逐渐成为国家环境监测部门的标准检测方法，通过与多种相关技术的联用，可进一步提高检测结果精确度和可重复性，降低检出限。

参考文献：

[1] 刘雅.气相分子吸收光谱法与纳氏试剂分光法测定氨氮的对比研究[J].现代农业科技，2016，（16）

[2] 刘琳娟，李丽，汤春艳，等.气相分子吸收光譜法测定印染废水中氨氮的影响因素[J].环境监控与预警，2017，（1）