程 瓊

(山西焦煤汾西礦業(yè)環(huán)保處，山西 介休 032000)

引 言

氨氮含量作為決定水質(zhì)污染的重要參考指標(biāo)，決定著生活飲用水的整體質(zhì)量與安全，側(cè)面反映了有機(jī)污染物與無機(jī)污染物的存在程度。由于氨氮檢測的簡單快捷，其檢測結(jié)果具有較強(qiáng)的代表性，因此，氨氮含量的檢測對(duì)于水質(zhì)檢測而言具有十分重要的預(yù)警指示作用。在飲用水的處理過程中，氨氮指標(biāo)具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義，通過有效檢測，可以保證居民生活飲用水中的氨氮比例正常。本研究旨在對(duì)現(xiàn)有的出廠水氨氮檢測方法進(jìn)行改善與優(yōu)化，提高檢測精準(zhǔn)度，完善氨氮檢測體系，在降低檢測成本的同時(shí)促進(jìn)檢測技術(shù)的更新。

1 生活飲用水的氨氮檢測實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)中通過分光光度計(jì)與便攜式氨氮檢測儀對(duì)水體進(jìn)行氨氮含量檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)結(jié)果，如表1所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，便攜式氨氮檢測儀的檢測結(jié)果存在5%左右的偏差，其在檢測精度方面明顯低于分光光度計(jì)，但其依然滿足基本氨氮檢測要求[1]。

如表2所示，在濃度較低的檢測環(huán)境中，當(dāng)質(zhì)量濃度為0.1 mg/L時(shí)，便攜式氨氮檢測儀的檢測結(jié)果存在一定偏差，且其偏差值明顯大于10%。相比較于分光光度計(jì)而言，其表現(xiàn)則相對(duì)穩(wěn)定，檢測結(jié)構(gòu)也相對(duì)較精準(zhǔn)，偏差值較小。

表1 0.5 mg/L氨氮溶液檢測對(duì)比 mg/L

表2 0.1 mg/L氨氮溶液檢測對(duì)比 mg/L

在接近檢測濃度的極限條件下，分光光度計(jì)的檢測精度較好，且具有較高的準(zhǔn)確度，相比較于便攜式氨氮檢測儀，展示出了較好的實(shí)驗(yàn)檢測特性。為了深入對(duì)比上述兩種檢測方法的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性，利用國際計(jì)量院配置科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行檢測實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度的驗(yàn)證?；趯?shí)驗(yàn)結(jié)果中包含的數(shù)據(jù)偏差而言，便攜式氨氮測試儀的表現(xiàn)較為良好，可將檢測偏差值控制在0.6%以內(nèi)，明顯優(yōu)于分光光度計(jì)。

2 檢驗(yàn)方法比較分析

2.1 納氏試劑分光光度法

納氏試劑分光光度法作為我國目前鑒定生活飲用水氨氮含量的重要手段之一，其呈現(xiàn)明顯的曲線性特征，優(yōu)于曲線的現(xiàn)象跨度較大，結(jié)合GB/T5750.5-2006方法配置的納氏試劑空白值明顯較高，直接影響到水質(zhì)檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，并對(duì)其氨氮含量精密度結(jié)果造成影響。由于該檢驗(yàn)方法的實(shí)驗(yàn)取樣量較大，因此，易產(chǎn)生較多的實(shí)驗(yàn)廢液，但是其結(jié)果的精確性適合大批量樣品的檢測，為人們的生活用水質(zhì)量及安全提供保障[2]。

準(zhǔn)備娃哈哈純凈水一瓶，在空白測定后保證其滿足實(shí)驗(yàn)要求。利用25 mL的比色試管，分別依此加入0.00 mL、0.25 mL、0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL以及5.0 mL的氨氮標(biāo)準(zhǔn)使用液，攪拌無氨水稀釋至刻度線，并加入0.5 mL的酒石酸鉀鈉和0.5 mL的納氏試劑混勻待使用，在10 min后，置于25 ℃水浴鍋中進(jìn)行顯色實(shí)驗(yàn)處理，用1 cm比色皿在420 nm處進(jìn)行比色測定吸光度，從而制作出氨氮含量的標(biāo)準(zhǔn)吸光度曲線。實(shí)驗(yàn)采用X=M×1 000/(25×1 000)的公式進(jìn)行計(jì)算，其中X代表水樣中的氨氮含量濃度，單位為mg/L，M代表曲線中的氨氮質(zhì)量，單位為μg。

納氏試劑的配置方法有許多種，廢水監(jiān)測方法中的納氏試劑配置方法需要實(shí)際結(jié)合配置過程的實(shí)際需求，因此，無法保證其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性，由于其經(jīng)驗(yàn)性尚淺，因此難以把握。結(jié)合有關(guān)文獻(xiàn)記錄，20 g碘化鉀配置的納氏試劑敏感度較高，其靈敏度可以有效滿足實(shí)驗(yàn)需求，同時(shí)有效防止紅色沉淀物質(zhì)的出現(xiàn)。其密度性并無明顯差異，因此，多數(shù)實(shí)驗(yàn)室利用此方法配置納氏試劑[3]。

實(shí)驗(yàn)中，將配置好的納氏試劑進(jìn)行分裝，其中一瓶置于常溫下的室內(nèi)進(jìn)行保存，另一瓶則置于冰箱內(nèi)的較低溫度環(huán)境中進(jìn)行保存。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，納氏試劑在常溫環(huán)境下保存15 d后，其測試試劑的空白值較原始吸光度存在明顯差異，而放置于冰箱內(nèi)處于低溫環(huán)境保存中的納氏試劑其試劑空白值則與原始吸光度之間無明顯差異。因此，納氏試劑需要在低溫下進(jìn)行冷藏保存，從而保證測試空白值的準(zhǔn)確性。

如表3所示，反應(yīng)溫度對(duì)納氏試劑及氨氮反應(yīng)速度具有一定程度的影響作用，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)隨著溫度的變化而變化。當(dāng)溫度保持在25 ℃時(shí)，顯色反應(yīng)在50 min左右呈現(xiàn)相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)；而當(dāng)溫度升高至35 ℃時(shí)，顯色反應(yīng)在30 min內(nèi)就會(huì)較穩(wěn)定；當(dāng)溫度下降至10 ℃左右時(shí)，顯色反應(yīng)在10 min左右并不能完全到達(dá)最大值，這就意味著顯色樣品無法處于穩(wěn)定狀態(tài)?；诖?，使用納氏試劑光度法進(jìn)行生活飲用水氨氮含量測試時(shí)，為了保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，確保實(shí)驗(yàn)的精密度，應(yīng)將顯色的樣品置于恒溫水浴鍋中進(jìn)行。在25 ℃時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)顯色反應(yīng)可以在10 min內(nèi)達(dá)到最高點(diǎn)，并保持持續(xù)40 min左右的穩(wěn)定吸光度，因此，實(shí)驗(yàn)溫度應(yīng)控制在25 ℃左右。

表3 不同溫度、顯色時(shí)間中的標(biāo)準(zhǔn)吸光度

當(dāng)測試水樣在pH值低于3.35時(shí)，水樣不會(huì)發(fā)生任何反應(yīng)；當(dāng)pH值大于11時(shí)，溶液則會(huì)呈現(xiàn)明顯的渾濁狀態(tài)，造成測定吸光度明顯偏高或?qū)嶒?yàn)無法進(jìn)行，因此，測試水樣的pH值應(yīng)盡量控制在4～11范圍內(nèi)，若在此區(qū)域范圍內(nèi)，應(yīng)對(duì)水樣的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，只有水樣符合標(biāo)準(zhǔn)，才能進(jìn)行進(jìn)一步測試，以此來保證水樣測試的精密度與準(zhǔn)確性[4]。

在使用納氏試劑光度測定法進(jìn)行生活用水氨氮含量測試的過程中，當(dāng)水樣結(jié)構(gòu)保持在>2.0 mg/L時(shí)，樣品應(yīng)經(jīng)過稀釋再進(jìn)行測定?？梢詫⑺畼又苯酉♂屵M(jìn)行測定，此種方法被稱之為“事前稀釋”，這種稀釋方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，但是由于稀釋比例在實(shí)驗(yàn)前不易把握，因此，這種稀釋方法不適用于大批量樣品的檢測。還有一種稀釋方法叫做“事后稀釋”，指的是將顯色后的樣品進(jìn)行稀釋，并測試其吸光度，此種方法多數(shù)使用無氨水對(duì)比色樣品進(jìn)行直接稀釋，由于其測試結(jié)果多數(shù)偏低，易出現(xiàn)負(fù)值誤差，從而造成對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的影響，因此，實(shí)驗(yàn)室多是利用顯色后的空白試劑作為稀釋試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定。

由表4可知，相對(duì)于無氨水的直接稀釋方法而言，使用空白試劑對(duì)高濃度樣品進(jìn)行稀釋時(shí)，其結(jié)果與事前稀釋方法相比，其誤差值的偏差在2.5%左右，能夠滿足實(shí)驗(yàn)的基本測試方法，并極大程度的節(jié)約了重復(fù)測定所浪費(fèi)的時(shí)間，提高測試效率。

表4 不同稀釋方法的吸光值比較

2.2 水楊酸一次氯酸鹽光度測試法

水楊酸一次氯酸鹽光度測試法是在亞硝基鐵氰化鉀的基礎(chǔ)上，促進(jìn)氨元素與水楊酸鹽與次氯酸鈉形成反應(yīng)產(chǎn)生藍(lán)色化合物，并在697 nm波長部位進(jìn)行比色測定。由于該種測定方法具有較好的穩(wěn)定性，加之其測試靈敏等特征，消除方法與納氏試劑比色法同理，本次實(shí)驗(yàn)選擇的是實(shí)驗(yàn)所用HACH品牌的便攜式氨氮測試儀，通過楊酸一次氯酸鹽光度測試法對(duì)生活飲用水中的氨氮含量進(jìn)行檢測[5]。

3 結(jié)語

綜上所述，由于氨氮測定種類較多，且每種方法各具特色，因?yàn)樗N及其類型呈現(xiàn)多樣化的特征，這就對(duì)氨氮含量的檢測方法提出了更高的要求。便攜式氨氮檢測儀由于其設(shè)備攜帶方便，檢測過程簡單易操作，成為了最值得推廣的水質(zhì)檢定方法之一，特別適合與現(xiàn)場的水質(zhì)檢驗(yàn)。但是由于其粉包價(jià)格較高，無形之中增加了水質(zhì)檢測成本，且每次檢驗(yàn)只能針對(duì)一個(gè)樣品，因此，其并不適用于實(shí)驗(yàn)室的日常水質(zhì)檢驗(yàn)工作使用。

分光光度儀由于其測試結(jié)果穩(wěn)定，且呈現(xiàn)出較高的測試精密度，特別是在濃度較低的樣品檢測中依然能發(fā)揮自身優(yōu)勢，但是其對(duì)工程環(huán)境要求較高，只能在穩(wěn)定性較高的桌面上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這就為其使用范圍造成了一定限制。因此，為了保證水質(zhì)氨氮含量檢測的準(zhǔn)確性，分光光度儀只能在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境內(nèi)進(jìn)行使用，無法用于水質(zhì)的現(xiàn)場檢測。