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(1.重慶理工大學 化學化工學院 ， 重慶 巴南 400054 ； 2.中國石化 中原油田普光分公司 ， 四川 達州 637156)

自動氨氮測定儀在水質(zhì)分析中的研究與應用

張成偉1，夏莉2，金河2

(1.重慶理工大學 化學化工學院 ， 重慶 巴南 400054 ； 2.中國石化 中原油田普光分公司 ， 四川 達州 637156)

通過實驗分析，自動氨氮分析儀的工作曲線線性、方法檢出限、準確度和精密度滿足環(huán)境監(jiān)測以及行業(yè)機械標準的要求。儀器法可以代替蒸餾中和滴定法、傳統(tǒng)納氏試劑法對水質(zhì)氨氮含量進行檢測，滿足生產(chǎn)的實際需要，可以廣泛應用及推廣。

自動氨氮分析儀 ； 方法檢出限 ； 精密度 ； 準確度

0 前言

普光天然氣凈化廠因水質(zhì)差異，氨氮的測定方法也不盡相同，地表水、生活飲用水、循環(huán)水采用納氏試劑分光光度法，污水處理場外排水、雨水監(jiān)控池、聯(lián)合裝置汽提凈化水等采用蒸餾中和滴定法。蒸餾—中和滴定法具有操作簡單、費時較長的特點。納氏試劑法具有簡便、快速、準確等優(yōu)點。傳統(tǒng)的納氏試劑法具有前處理復雜、費時、試劑毒性較大，不利于大量樣品的測定[3，5]。隨著環(huán)境監(jiān)測工作的重要性以及工作量的增大，采用快速、有效、準確度高的儀器法測定水質(zhì)氨氮引起了人們越來越多的關(guān)注。

1 實驗部分

1.1原理

納氏試劑分光光度法的原理是以游離態(tài)的氨或銨離子等形式存在的氨氮與納氏試劑反應生成淡紅棕色絡合物，該絡合物的吸光度與氨氮含量成正比，于波長420 nm處測量吸光度[4]。根據(jù)氨氮標準曲線，求得水溶液中氨氮含量。

1.2儀器和試劑

SK-200BZ型自動氨氮自動分析儀北京商河科興儀器科技有限公司生產(chǎn)，采用HJ535-2009納氏試劑分光光度法和流動注射分析技術(shù)測量氨氮含量。

試劑：氨氮標準溶液500 mg/L(國家環(huán)保部標準樣品研究所)，使用前稀釋到10.0 mg/L；硼酸溶液0.5%；氫氧化鈉溶液4%；硼酸溶液0.5%；氫氧化鈉溶液0.4%；碘化鉀溶液6%；納氏試劑，由碘化汞、碘化鉀、氫氧化鈉配制。

1.3標準曲線的繪制

氨氮標準溶液10 mg/L，儀器可將標準溶液自動稀釋到0、0.05、1、2、5、8 mg/L，測定不同濃度的吸光度。以質(zhì)量濃度為橫坐標，以吸光度為縱坐標繪制標準曲線。測定數(shù)據(jù)如圖1所示。工作準曲線方程為y=0.084 3x-0.007 4，線性相關(guān)系數(shù)R2=0.999 2。

圖1 標準曲線的繪制

1.4樣品的制備與保存

水樣采集在聚乙烯瓶或玻璃瓶內(nèi)，要盡快分析。如需保存，應加硫酸使試樣酸化至pH值<2且在溫度2～5 ℃下可保存7 d。

2 樣品的預處理

①水樣色度和渾濁度高，懸浮物含量高。取水樣250 mL，加入2 mL硫酸鋅溶液，再加入0.5～1.0 mL氫氧化鈉溶液，使pH值在10.5左右，再經(jīng)離心除去顏色和渾濁等干擾，取上清液備用。②水樣加入顯色劑納氏試劑后，出現(xiàn)乳白色或是白色絮狀物，無法進行顯色比對。水體中常見金屬離子有Ca2+、Mg2+、Fe3+等，若含量較高,易與納氏試劑中OH-或I-反應生成沉淀或渾濁，影響比色。加入酒石酸鉀鈉掩蔽金屬離子，金屬離子和酒石酸鉀鈉生成沉淀，離心分離取上清液。如果無法消除影響，則逐漸加大劑量。

3 結(jié)果與討論

3.1儀器檢出限

通過分析一個零濃度的物質(zhì)(超純水)計算得到，連續(xù)重復測試≥6次，儀器檢出限采用實際獲得的檢出限。SK-200BZ型全自動氨氮自動分析檢出限為0.02 mg/L，可以滿足低濃度樣品的檢測要求。試驗結(jié)果顯示：測量超純水計算出的檢出限值為0.019 mg/L，低于納氏試劑法的檢出限0.025 mg/L，并且符合行業(yè)標準JB/T11938-2014對儀器檢出限≤ 0.020 mg/L的要求。

表1 儀器檢出限測定數(shù)據(jù)

3.2儀器精密度和準確度

分別用質(zhì)量濃度為1.500 0、3.000 0、5.000 0、7.000 0的標準溶液檢測儀器的精密度和準確度，測定數(shù)據(jù)見表2。從表2中可以看出，當標準溶液濃度>1 mg/L，儀器準確度≤5%，精密度≤3%。滿足機械行業(yè)標準JB/T11938-2014《實驗室氨氮自動分析儀納氏試劑分光光度法》。在水樣不稀釋的條件下，檢測上限由2 mg/L提升為10 mg/L。

表2 儀器精密度和準確度

3.3樣品加標回收率

相同的樣品取兩份，其中一份加入定量的待測成分標準物質(zhì)；兩份同時按相同的分析步驟分析，加標的一份所得的結(jié)果減去未加標一份所得的結(jié)果，其差值同加入標準物質(zhì)的理論值之比即為樣品加標回收率。加標回收率實驗如表3所示。由表3可知，結(jié)果儀器法測定水質(zhì)氨氮能夠獲得很好的回收率，進一步確認了儀器的準確性。

表3 樣品回收率

3.4現(xiàn)場應用效果

采用蒸餾中和滴定法測定污水，傳統(tǒng)納氏試劑法測定地表水、循環(huán)水，采用自動氨氮測定儀測定不同水質(zhì)，對比數(shù)據(jù)見表4。從對比數(shù)據(jù)可以看出儀器法與蒸餾中和滴定法、傳統(tǒng)納氏試劑法測定數(shù)據(jù)誤差較小。

表4 對比數(shù)據(jù)

4 結(jié)論

通過實驗分析，得到以下結(jié)論：①全自動氨氮自動測定儀在曲線線性、檢出限、精密度和準確度等方面能夠滿足環(huán)境標準和機械行業(yè)標準的要求。②蒸餾—中和法測定水質(zhì)氨氮需要用時40 min左右，儀器法僅僅只需要10 min，即可完成樣品的測定。如果樣品氨氮含量較高，超過曲線的線性范圍，全自動氨氮測定儀可以自動稀釋。儀器法具有簡單、快速、準確測定水質(zhì)氨氮的特點，可以大大減少操作人員的勞動強度。③全自動氨氮測定儀使用的納氏試劑只在儀器的密閉管道中運行，減少了實驗操作中汞對人體的危害，在日常的環(huán)境監(jiān)測工作中能夠能到廣泛的應用推廣。④儀器法可以代替蒸餾中和滴定法、傳統(tǒng)納氏試劑法對水質(zhì)氨氮含量進行檢測，滿足生產(chǎn)的實際需要。

[1] 吳基榮,毛紅艷.高含硫天然氣凈化新工藝技術(shù)在普光氣田的應用[J].天然氣工業(yè),2011,31(5):99-102.

[2] 盧智華,王麗軍,李曉建,等.環(huán)境對氨氮空白結(jié)果影響的研究[J].輕工科技,2013(7):136.

[3] 武紅霞,劉裕明.氨氮對城市污水回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的影響[J].工業(yè)水處理,2004,24(10):30-32.

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O657.32

B

1003-3467(2017)11-0048-02

2017-08-26

張成偉(1984-)，男，講師，從事污染物分析、流體控制等方面的研究工作，電話：15736162910。