于曉峰

（陜西咸陽(yáng)化學(xué)工業(yè)有限公司，陜西咸陽(yáng) 712000）

1 概述

煤化工廢水是在煤化工生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的工業(yè)廢水。煤化工生產(chǎn)工藝是以煤為原料經(jīng)過(guò)煤氣化、煤液化、焦油化工、電石乙炔化工等化工生產(chǎn)過(guò)程將煤轉(zhuǎn)化為氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)以及多種化工產(chǎn)品，通過(guò)該生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的廢水主要有焦化廢水、氣化廢水和液化廢水，這類廢水中通常含有大量的氨氮（NH3-N）等污染物，高濃度氨氮進(jìn)入受納水體后會(huì)使水體出現(xiàn)惡臭，極易造成水體的富營(yíng)養(yǎng)，嚴(yán)重破壞水源生態(tài)系統(tǒng)。因此，水中氨態(tài)氮含量在水質(zhì)測(cè)試中具有很重要意義，是煤化工廢水處理效果達(dá)不達(dá)標(biāo)及地表水水質(zhì)好壞的重要指標(biāo)。水中氨氮的檢測(cè)方法有納氏試劑分光光度法、氨氣敏電極測(cè)定法、蒸餾-滴定法、離子選擇電極法等。其中作為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法的納氏試劑分光光度法，是我公司近十年來(lái)一直沿用的廢水中氨氮檢測(cè)方法，該方法具有操作簡(jiǎn)便、快速、靈敏度高試劑價(jià)格低廉等特點(diǎn)。本文主要對(duì)納氏試劑分光光度法測(cè)定水中氨氮的常見問(wèn)題進(jìn)行探討和總結(jié)。

2 影響因素

2.1 試劑水的選擇

試劑水對(duì)檢測(cè)空白會(huì)造成較大的影響，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，該測(cè)定的試劑水為無(wú)氨水，其制備方法為：向每升脫鹽水（Ⅱ、Ⅲ級(jí)試劑水）中加入0.1mL濃硫酸試劑，在全玻璃蒸餾器中對(duì)其進(jìn)行重蒸餾，棄去50mL初餾液后，將其余餾出液接取后置于具塞磨口玻璃瓶中，密封保存以備用。但由于該方法出水量較小，所得餾出液不易保存（易吸附實(shí)驗(yàn)室中空氣的氨而污染）。為了尋求其他實(shí)驗(yàn)用水能否滿足實(shí)驗(yàn)要求，我們對(duì)無(wú)氨水和離子交換法所得新鮮脫鹽水進(jìn)行空白對(duì)比，實(shí)驗(yàn)步驟：各準(zhǔn)確量取無(wú)氨水、新鮮脫鹽水50.0mL置于50mL干凈干燥的比色管中，分別加入酒石酸鉀鈉（500g/L）溶液1.0mL，混勻；各加入納氏試劑1.5mL，充分搖勻。放置10min后，于420nm處用2cm玻璃比色皿，以無(wú)氨水作參比，測(cè)其吸光度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 無(wú)氨水和新鮮脫鹽水測(cè)定氨氮的空白吸光度

經(jīng)實(shí)驗(yàn)可得，無(wú)氨水和新鮮脫鹽水的空白吸光度均未超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的A0＜0.030，故利用離子交換法所得新鮮脫鹽水可作為實(shí)驗(yàn)用水，這樣能夠樣既簡(jiǎn)化了操作程序，省時(shí)省力，方便易得，分析指標(biāo)符合水質(zhì)指標(biāo)要求。

2.2 反應(yīng)時(shí)間的影響

氨氮納氏試劑分光光度法，優(yōu)點(diǎn)是操作過(guò)程簡(jiǎn)便快速，分析結(jié)果準(zhǔn)確度高，但顯色時(shí)間是影響結(jié)果準(zhǔn)確度的一個(gè)重要因素，因此，如何控制和把握顯色時(shí)間就顯得尤為重要。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求顯色時(shí)間是10min，在日常分析過(guò)程中，由于各種原因致使比色時(shí)間不得不提前或者延后，這兩種情況下的數(shù)據(jù)能不能滿足準(zhǔn)確度的要求？因此確定合理的顯色時(shí)間范圍對(duì)于日常分析具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。實(shí)驗(yàn)步驟：取四支50mL干凈干燥的比色管，分別向其加入濃度為1.0mg/L的氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液0，10，30，50mL，稀釋到標(biāo)線（其濃度分別為0，0.2，0.6，1.0mg/L），分別加入1mL酒石酸鉀鈉溶液，混勻，再加入1.5mL納氏試劑混勻，在波長(zhǎng)420nm，用光程20mm比色皿，用新鮮脫鹽水為參比，按時(shí)間梯度5，10，20，30，40，50，60min進(jìn)行吸光度測(cè)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 不同顯色時(shí)間測(cè)定不同濃度氨氮的吸光度

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：反應(yīng)時(shí)間在0～10min時(shí)溶液顯色不完全，測(cè)定結(jié)果偏低；反應(yīng)時(shí)間在10～40min時(shí)溶液顏色較穩(wěn)定，測(cè)定結(jié)果可以達(dá)到分析的精密度和準(zhǔn)確度要求；反應(yīng)時(shí)間在40～60min時(shí)溶液有紅色沉淀出現(xiàn)。所以，為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，應(yīng)在顯色反應(yīng)10min后再行測(cè)定，在10～30min內(nèi)完成測(cè)定。

2.3 檢測(cè)樣品中干擾物質(zhì)的影響

（1）水樣中有色、渾濁的影響

若待測(cè)水樣中帶色、渾濁或者含有其他干擾物質(zhì)，會(huì)不同程度到影響氨氮的測(cè)定結(jié)果，應(yīng)在測(cè)定前按下述方法進(jìn)行預(yù)處理：

取100mL待測(cè)水樣，向其中加入10%硫酸鋅溶液1.0mL，25%氫氧化鈉溶液0.2mL，調(diào)節(jié)pH至10～11左右，混勻，靜置使其沉淀，用經(jīng)無(wú)氨水多次置換洗滌過(guò)的中速濾紙過(guò)濾，棄去初濾液20～30mL，將剩下的濾液按照氨氮測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定。

（2）待測(cè)水樣中余氯的影響

待測(cè)水樣中存在余氯（余氯超過(guò)一定濃度），會(huì)與納氏試劑中的汞離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使氨氮和納氏試劑不能完全反應(yīng)，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。氯離子濃度過(guò)高（余氯＞1 100mg/L），余氯和氨氮可反應(yīng)生成氯胺（包括一氯胺，二氯胺和三氯胺），會(huì)使氨氮測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生正干擾，氯離子含量越高，正干擾越大。

消除方法：被測(cè)水樣被采集以后應(yīng)該盡快分析，并立即去除余氯，以防止與氨發(fā)生反應(yīng)。如果水樣中的氯離子濃度不大于1 100mg/L時(shí)，可以對(duì)水樣不做處理；當(dāng)水樣中的氯離子濃度大于1 100mg/L以上時(shí)，可向水樣中加入適量的硫代硫酸鈉（3.5g/L）溶液去除氯離子（0.5mL的3.5g/L硫代硫酸鈉可去除0.25mg余氯），余氯是否除盡可以用淀粉-碘化鉀試紙指示。

（3）水樣中鈣鎂離子的影響

在試樣測(cè)定過(guò)程中，Ca2+、Mg2+在堿性條件下可產(chǎn)生白色沉淀物（氫氧化鈣，氫氧化鎂），會(huì)使水樣變得不清透、混濁，對(duì)分析結(jié)果造成干擾。

消除方法：如果水樣中含有少量的鈣、鎂等金屬離子，在測(cè)定時(shí)可加入酒石酸鉀鈉使其生成配合物掩蔽之。

（4）水樣中醛、酮、醇等有機(jī)物的影響

煤化工廢水中常有中含酮、醛、醇等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)在測(cè)定時(shí)會(huì)使水樣渾濁不澄清，有黃色（或乳白色）懸浮物生成。

消除方法：可將待測(cè)水樣的pH調(diào)至酸性（pH＜1），加熱使有機(jī)物蒸發(fā)完后，用氫氧化鈉將水樣的pH調(diào)至弱堿性后再按照分析步驟再行測(cè)定。

2.4 其他因素的影響

實(shí)驗(yàn)室的外在環(huán)境對(duì)水中氨氮的測(cè)定也可能會(huì)造成影響，比如含氨的污染物對(duì)樣品的交叉污染、測(cè)定的環(huán)境溫度等。①以其他污染物為例，在實(shí)驗(yàn)室中存在含氨的污染物，會(huì)造成交叉污染，比如：檢測(cè)總硬度使用的氨-氯化銨緩沖溶液可揮發(fā)出氨，容易對(duì)氨氮的測(cè)定造成污染，進(jìn)而使測(cè)定值偏高。②實(shí)驗(yàn)室溫度對(duì)測(cè)定的結(jié)果也會(huì)造成正負(fù)干擾，納氏試劑的反應(yīng)的快慢和顯色效果的強(qiáng)弱可隨著溫度的變化而產(chǎn)生影響，顯色效果和反應(yīng)速度會(huì)隨著溫度的升高而逐漸加強(qiáng)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境溫度達(dá)到20～30℃時(shí)氨氮和納氏試劑的顯色反應(yīng)最為完全。但實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境溫度如果大于30℃以后，隨著溫度的升高顯色反應(yīng)就會(huì)逐漸下降，基于此應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境溫度進(jìn)行控制，讓測(cè)定結(jié)果達(dá)到最佳。

3 結(jié)束語(yǔ)

納氏試劑分光光度法測(cè)定煤化工廢水中氨氮，雖具有操作過(guò)程簡(jiǎn)單、快速、測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，但測(cè)定過(guò)程容易受各種因素的干擾。因此，在測(cè)定過(guò)程中務(wù)必注意以下幾點(diǎn)：①整個(gè)分析過(guò)程中必須使用無(wú)氨水或者新鮮脫鹽水，以減小空白吸光度（A0）。②注意顯色時(shí)間和顯色溫度。③對(duì)水樣中的干擾物質(zhì)進(jìn)行針對(duì)性掩蔽和樣品預(yù)處理。④盡可能地減少樣品的交叉污染。只有全面掌握和注意實(shí)驗(yàn)中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，才能盡可能地保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確無(wú)誤。