李蓓 陳華

摘 要：現(xiàn)今水質(zhì)的污染日益嚴(yán)重，特別是飲用水方面，已經(jīng)引起大家的高度關(guān)注。而氨氮作為水體有機(jī)物污染的參考指標(biāo)，在實(shí)際的分析檢測(cè)中，應(yīng)根據(jù)不同的情況，選用恰當(dāng)?shù)姆治龇椒āＭ瑫r(shí)由于社會(huì)的發(fā)展，相應(yīng)的分析檢測(cè)技術(shù)也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，讓結(jié)果更加精確。本文總結(jié)了近來(lái)水樣中氨氮化學(xué)計(jì)量分析方法的主要研究進(jìn)展，主要內(nèi)容包括氨氮化學(xué)分析方法，儀器分析方法和自來(lái)水樣本存儲(chǔ)量的測(cè)量，預(yù)處理方法等，簡(jiǎn)要介紹了水樣中氨氮的分析和測(cè)量方法。

關(guān)鍵詞：水樣;氨氮分析方法;樣本存儲(chǔ);預(yù)處理

0 引言

中國(guó)目前的地表飲用水污染比較嚴(yán)重，部分飲用水被氨氮污染。其中，氨氮主要來(lái)自有機(jī)代謝物，其中生活污水中的氮和有機(jī)物被魚(yú)和各種微生物吸收并分解，后續(xù)還可能被人食用，此外還主要存在于化學(xué)顏料和工業(yè)廢水中。氨氮污染是衡量和評(píng)估水體有機(jī)污染的重要指標(biāo)，氨氮含量和濃度是判斷地下水污染物排放程度的重要檢測(cè)指標(biāo)之一，也是監(jiān)測(cè)水污染的重要水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)項(xiàng)目。由于嚴(yán)重的地表水污染，現(xiàn)代人對(duì)環(huán)境保護(hù)和地表水污染分析的技術(shù)要求有了更高的認(rèn)識(shí)，因此本文著重分析水樣中氨氮檢驗(yàn)的原理和方法。

1 分析氨氮含量的方法

1.1 納氏試劑分光光度計(jì)

氨和氮的比色測(cè)量用于環(huán)境監(jiān)測(cè)，這是一種符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)典方法（即傳統(tǒng)的納斯勒試劑色度）的制備方法。光度測(cè)量和納氏試劑色度測(cè)量，主要改進(jìn)了傳統(tǒng)的納氏試劑方法，該方法使用傳統(tǒng)的酒石酸硼酸鈉和氫氧化鉀作為主要掩蔽劑，以有效消除海水中鈣和鎂離子的相互干擾，可以有效監(jiān)測(cè)海水樣品中的有機(jī)氨和氮。用阿拉伯樹(shù)膠水溶液向樣品中加入掩蔽劑和海水樣品預(yù)處理，以有效避免掩蔽劑與海水中有機(jī)氮化合物之間的相互作用，并在海水中制得更多的碘化氫銨絡(luò)合物。加入15.0mL水樣品，4.0mL氫氧化鈉溶液和1.0mL酒石酸鉀。最后添加氫氧化鈉溶液，2.0mL氫氧化鉀和硫酸溶液，然后添加1.0 mL阿拉伯膠和硫酸溶液以及1.0mL封閉劑。

氨氮自然以游離氨或銨鹽的形式存在于水中，氮和氨的組成比取決于進(jìn)入水的溶液溫度和溶液溫度。pH值越高，游離氨的組成比越高，反之亦然。因此，pH值會(huì)嚴(yán)重影響溶液測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性。色溫和時(shí)間的顏色不穩(wěn)定性也會(huì)直接導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)中的不正確，溫度穩(wěn)定性值太低，顏色持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溶液溫度過(guò)高，并且顯色持續(xù)時(shí)間短，極大地影響了測(cè)量溶液的顏色[1]。

1.2 水楊酸次氯酸鹽分光光度計(jì)

水楊酸次氯酸鹽法測(cè)定水中氨氮酸度的基本原理是氯胺，其中當(dāng)溶液中存在水楊酸鐵和氰化鈉時(shí)，銨與次氯酸鹽反應(yīng)形成氫氧化物，氯胺與水楊酸鐵反應(yīng)成藍(lán)色形成化合物。藍(lán)色化合物的顏色與水中氨氮的顏色濃度成正比，具有較高的色敏性和顏色穩(wěn)定性，但對(duì)試劑的要求嚴(yán)格，操作復(fù)雜。根據(jù)臨床研究，水楊酸次氯酸鹽被廣泛用于水樣中以測(cè)量氨氮和水溶液的pH值，這直接影響了該方法的結(jié)果。水樣的酸度失衡影響較大，當(dāng)水的pH值為11.6～11.7時(shí)，色敏效果最佳，結(jié)果最穩(wěn)定。嚴(yán)格控制氨氮和水樣品的酸度和pH值的能力對(duì)于反應(yīng)控制非常重要，因?yàn)樗乃岫忍呋蛱?，都?huì)直接導(dǎo)致水樣反應(yīng)的不平衡。

1.3 靛酚光度法

靛酚光度法是一種用于測(cè)量氨氮的特殊方法，在國(guó)際科學(xué)界眾所周知。靛酚光度的測(cè)定方法還具有重現(xiàn)性和穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，不受海水氨基酸化學(xué)物質(zhì)的干擾。這種測(cè)量氨氮的方法被廣泛用于測(cè)量容易在海水中積累的放射性氨氮，這種氨氮化合物這對(duì)水生魚(yú)類的生存和健康產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。海水中氨氮的測(cè)量受“鹽效應(yīng)”的影響很大，因此必須相應(yīng)調(diào)整氨氮的pH值。否則，很難從海水中獲得高質(zhì)量的氨氮檢測(cè)數(shù)據(jù)。

1.4 連續(xù)流量分析儀方法

連續(xù)流自動(dòng)分析儀是一種新型的連續(xù)流自動(dòng)化分析儀器，具有較高水平的連續(xù)流自動(dòng)化、快速的分析速度、出色的數(shù)據(jù)收集和可重復(fù)性、低維護(hù)成本。從簡(jiǎn)單的樣品進(jìn)樣分析到連續(xù)流進(jìn)樣的自動(dòng)分析，大大加快了分析速度，大大減少了人工消耗，可以手動(dòng)分析大量樣品，并廣泛用于水質(zhì)分析。

1.5 流動(dòng)注射分析與其他技術(shù)的結(jié)合

流動(dòng)注射和在線分析技術(shù)是一種基于在線和自動(dòng)化的新技術(shù)。該自動(dòng)技術(shù)的方法分析速度快，準(zhǔn)確度高，可以實(shí)現(xiàn)污染物的定量分析，還可以與其他檢測(cè)分析技術(shù)，原子色譜，分光光度計(jì)等技術(shù)結(jié)合使用。這些自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和組合將成為未來(lái)流量注入和在線分析的主要發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)將國(guó)際汽聯(lián)在線分析技術(shù)與連續(xù)流動(dòng)注射和在線分析有機(jī)結(jié)合，建立一個(gè)潛在的流動(dòng)注射分析和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各種類型的陰離子和污染物表面活性。

2 水樣本存儲(chǔ)

在有氧滲氮條件下，細(xì)菌和微生物可以把氨氮化合物變?yōu)閬喯跛猁}和硝酸鹽。因此，在水中取樣時(shí)，必須向水中添加少量硫酸，以使氨氮pH的測(cè)量值小于2，這將大大減慢水中各種形式的有機(jī)氮的分解和轉(zhuǎn)化。對(duì)于有機(jī)飲用水廢水，由于水中有機(jī)物的快速分解，有機(jī)氨基酸鹽氮被分解并轉(zhuǎn)化為有機(jī)氨基酸鹽氮，因此對(duì)于無(wú)機(jī)廢水樣品，水中氨氮的測(cè)量值會(huì)隨著時(shí)間而增加。氨氮被分解并轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)亞硝酸鹽氮和有機(jī)亞硝酸鹽氮，并準(zhǔn)確測(cè)量了水樣中的氨氮[2]。隨著水采樣時(shí)間的流逝，穩(wěn)定值降低。因此，為了確保水質(zhì)測(cè)量過(guò)程和結(jié)果的安全性和可靠性以及測(cè)量的準(zhǔn)確性，通過(guò)添加酸將整個(gè)水質(zhì)樣品固定在現(xiàn)場(chǎng)，然后盡快確定水質(zhì)。

3 水樣品的預(yù)處理

在自然環(huán)境中，水中的金屬離子和水中的鈣等化學(xué)懸浮物會(huì)對(duì)濾紙測(cè)量數(shù)據(jù)的美觀和準(zhǔn)確性產(chǎn)生一定的影響，因此，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)水樣濾紙進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理。通常，濾紙包含微量的氨和銨鹽，實(shí)驗(yàn)室空氣中的銨鹽和氨對(duì)粘著性濾紙也有特殊作用。濾紙吸收的銨鹽和氨水越多，對(duì)濾紙測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的影響就越大，因此實(shí)驗(yàn)室在使用前必須密封并存儲(chǔ)濾紙。當(dāng)使用傳統(tǒng)的絮凝方法沉淀絮凝劑時(shí)，由于上清液包含大量的絮凝物，因此該方法的測(cè)量結(jié)果的可重復(fù)性很差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，絮凝劑沉淀后，樣品中的絮凝劑通過(guò)離心沉淀與上清液分離，然后用于測(cè)定水中的氨和氮。

為了測(cè)量具有高濁度的水性工業(yè)樣品的濁度，必須首先添加硫酸鋁絮凝劑進(jìn)行離心固化，然后必須向樣品中添加少量聚丙烯酰胺（PAM）以進(jìn)行離心固化。預(yù)處理后，當(dāng)水樣中硫酸鋁的氨氮含量約為水樣的10倍時(shí)，混凝效果最佳。該預(yù)處理方法操作簡(jiǎn)單，試劑量少，凝聚作用好，漂白混濁去除率高（99.13%）。該方法的發(fā)現(xiàn)表明，在工業(yè)含水樣品的預(yù)處理過(guò)程中，由離心機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力可用于從工業(yè)含水樣品的上清液中的硫酸鋁溶液中快速分離出大量聚集體。收集絮凝劑和沉淀物，上清液，并測(cè)定水樣中絮凝物和氨氮的含量和濃度，該方法具有良好的重復(fù)性。

氨氮濃度是測(cè)量復(fù)雜水質(zhì)的重要測(cè)量指標(biāo)。由于水樣本的復(fù)雜性，有更多的方法來(lái)測(cè)量水樣本中的氨氮濃度，并且氨氮濃度測(cè)量方法的復(fù)雜性和需求正在增加。當(dāng)前光譜試劑的光譜分析和測(cè)量設(shè)備簡(jiǎn)單易用，是簡(jiǎn)化復(fù)雜水質(zhì)的最合適和選擇性的分析方法之一，但選擇性分析系統(tǒng)中使用該方法的敏感性仍然存在。由于離子色譜的低干擾和高靈敏度，它適用于復(fù)雜水樣品的選擇性分析。氨氮監(jiān)測(cè)結(jié)合各種特性和類型自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各種氨氮水的性質(zhì)和類型，氨氮的需求和發(fā)展以及其他測(cè)量特性，靈敏度高和穩(wěn)定性高，易于自動(dòng)化的氨氮測(cè)量方法和儀器自動(dòng)化技術(shù)的形成是未來(lái)環(huán)境監(jiān)測(cè)的新技術(shù)趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳永濤，李峰，田維青，李鋒，黃旭.大中型水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子集電環(huán)溫度過(guò)高分析及處理[J].紅水河，2018，37（02）： 81-86.

[2]顧金鳳，凌芳，曹麗麗，等.水樣中氨氮分析方法的研究[J].化學(xué)試劑，2015，37（05）：420-424.

作者簡(jiǎn)介：

李蓓（1984- ），女，陜西蒲城人，蒲城清潔能源化工有限責(zé)任公司中級(jí)工程師，研究方向：化工分析;

陳華（1984- ），女，陜西漢陰人，蒲城清潔能源化工有限責(zé)任公司中級(jí)工程師，研究方向：化工分析。