龔 丹，王保勤

(江蘇省蘇力環(huán)境科技有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210000)

水中氨氮的來源包括：生活污水、畜禽糞便、農(nóng)產(chǎn)品加工污染物，工業(yè)廢水。氨氮水體中的主要耗氧污染物，濃度過高可導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，是對魚類及水生生物產(chǎn)生毒害，造成水體水質(zhì)惡化[1]。我國水環(huán)境污染形勢嚴(yán)峻，氨氮是水體主要污染物之一，“十二五”氨氮納入了總量控制指標(biāo)，“十三五”期間氨氮是環(huán)境質(zhì)量約束性指標(biāo)[2]，“十四五”氨氮的監(jiān)測工作依然艱巨。

目前國內(nèi)測定氨氮的常用方法有納氏試劑分光光度法、水楊酸分光光度法 、流連續(xù)流動-水楊酸分光光度法、流動注射-水楊酸分光光度法、蒸餾-中和滴定法等。眾多方法中，納氏試劑光度法是最常用的分析方法，操作簡單，分析靈敏，但使用的納氏試劑中含氯化汞或二氯化汞均為劇毒物質(zhì)，對人體和環(huán)境不利，且當(dāng)樣品量較大或水樣復(fù)雜時，前處理過程(絮凝、蒸餾)大大提高工作強(qiáng)度[3]。連續(xù)流動分析法具有操作簡便，分析速度快，準(zhǔn)確性和精密度高，并且樣品和試劑全封閉蒸餾、稀釋和檢測，減少了分析過程對環(huán)境的污染和對人體的危害[4-8]。

本文通過以標(biāo)準(zhǔn)樣品和實(shí)際樣品為研究對象，從原理、分析步驟以及準(zhǔn)確度和精密度等方面對納氏試劑分光光度法和連續(xù)流動分析法進(jìn)行了比較研究，旨在為實(shí)際工作中如何選擇適合的分析方法，提高水中氨氮分析的準(zhǔn)確性和實(shí)用性，節(jié)省分析時間，提高分析效率提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

SAN++型連續(xù)流動分析儀，荷蘭SKALAR公司；普析通用TU1900紫外可見分光光度計(jì)；Millipore Milli-Q 去離子水發(fā)生器。

1.2 主要劑及配置方法

純水：電阻率為18.2 MΩ·cm，25 ℃。

氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液(ρ=500 mg/L)，環(huán)保部標(biāo)樣所。

水楊酸鈉溶液：稱取80.0 g水楊酸鈉、25.0 g氫氧化鈉,純水溶解后定容于1000 mL。

稀硫酸溶液：將0.3 mL硫酸緩慢加至800 mL純水中，純水定容至1000 mL。

亞硝基鐵氰化鈉溶液：稱取1.0 g亞硝基鐵氰化鈉,純水溶解后定容于1000 mL。

二氯異氰脲酸鈉溶液：稱取2.0 g二氯異氰脲酸鈉,純水溶解后定容于1000 mL。

蒸餾試劑：稱取5.0 g乙二胺四乙酸二鈉、140 g氫氧化鈉,純水溶解后定容于1000 mL。

緩沖溶液：稱取24.0 g檸檬酸三鈉、33.0 g酒石酸鉀鈉,純水溶解后定容于1000 mL,然后加入3 mL十二烷基聚乙二醇醚溶液(Brij -35,20%)。

納氏試劑分光光度法所用試劑：納氏試劑(市售)。

1.3 方法原理

納氏試劑分光光度法原理：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(yīng)生成淡紅棕色絡(luò)合物，該絡(luò)合物的吸光度與氨氮的含量成正比，在 420 nm 處測定吸光度。

連續(xù)流動分析法原理：在弱堿性緩沖體系下，經(jīng)過95 ℃在線蒸餾消解的樣品餾出液與次氯酸根反應(yīng)，生成的氯胺，在亞硝基鐵氰化鹽的催化作用下與水楊酸鹽在40 ℃反應(yīng)形成綠色化合物，該生成物流經(jīng)光度池在波長660 nm處測量吸光度。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

納氏試劑分光光度法：取經(jīng)絮凝或蒸餾處理后的樣品 50.0 mL于具塞比色管中，加入1.0 mL酒石酸鉀鈉溶液搖勻，再加入1.5 mL納氏試劑后搖勻，室溫下放置10 min后在波長420 nm處用20 mm比色皿測定吸光度。連續(xù)流動分析法：打開循環(huán)冷凝水，接通氮?dú)鈿饴?，將分壓閥調(diào)至0.2 MPa。依次接通自動進(jìn)樣器和主機(jī)電源，打開加熱器，預(yù)熱穩(wěn)定30 min。先后打開數(shù)據(jù)處理器和工作站軟件。調(diào)節(jié)流量計(jì)氮?dú)饬髁恐?0～65 mL/min，依次打開加熱器和蠕動泵，檢查整個分析流路的密閉性及液體流動的均勻性。運(yùn)行去離子水30 min后，運(yùn)行相應(yīng)試劑，待試劑混勻、試液連續(xù)流動均勻，觀察儀器基線直至穩(wěn)定。分別取10 mL實(shí)際樣品、標(biāo)準(zhǔn)樣品和盲樣于樣品管中，置于樣品架，建立樣品表，開始分析。實(shí)驗(yàn)完畢，用去離子水沖洗管路30 min，關(guān)閉蠕動泵和加熱器，完成關(guān)機(jī)程序。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

納氏試劑分光光度法：吸取氨氮標(biāo)準(zhǔn)工作溶液(10.0 μg/mL)0.00，0.50，1.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 mL，加水至50 mL，先后加入酒石酸鉀鈉和納氏試劑并搖勻，顯色 10 min后比色測定繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明，標(biāo)準(zhǔn)曲線方程 y=0.344x-0.001，相關(guān)系數(shù)為r=0.999 8，方法重現(xiàn)性良好。

連續(xù)流動分析法：分別配制濃度為0.000 mg/L、0.05 mg/L、0.10 mg/L、0.20 mg/L、0.50 mg/L、1.00 mg/L和2.00 mg/L的氨氮低濃度標(biāo)準(zhǔn)系列和濃度分別為0.00 mg/L、0.500 mg/L、1.00 mg/L、2.00 mg/L、4.00 mg/L、8.00 mg/L和10.00 mg/L的氨氮高濃度標(biāo)準(zhǔn)系列。以標(biāo)準(zhǔn)系列得到相應(yīng)的測定信號值(校正峰高)為縱坐標(biāo)，對應(yīng)的氨氮濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。得到低濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線y=0.0764x - 0.0009，相關(guān)系數(shù)r=0.9998。高濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線y=0.0803x-0.009，相關(guān)系數(shù)r=0.9999。

2.2 準(zhǔn)確度與精密度

通過測定國家環(huán)保部標(biāo)樣所兩支有證標(biāo)樣進(jìn)行準(zhǔn)確度與精密度的測定，每種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)平行測定6次，計(jì)算算數(shù)平均值、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見表1。

表1 有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的精密度和準(zhǔn)確度試驗(yàn)

結(jié)果表明，測得濃度均在參考值范圍內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)樣品相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.4%～1.8%，均小于5%，表明方法滿足準(zhǔn)確度和精密度要求。同時，可以發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)樣品分析結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度納氏試劑法略高于流動分析法，這主要是由于儀器基線波動等干擾所引起。

2.3 實(shí)際樣品加標(biāo)回收率

分別選取地表水3個點(diǎn)位和廢水3個點(diǎn)位的水樣進(jìn)行測定，每批樣品進(jìn)行6次平行測定及加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，水樣分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2及表3。

續(xù)表2

表3 廢水水樣比對分析實(shí)驗(yàn)

結(jié)果顯示，地表水實(shí)際樣品氨氮結(jié)果的RSD=0.8%～3.0%，加標(biāo)回收率在93.0%～106%范圍內(nèi)；廢水氨氮結(jié)果的RSD=0.2%～2.5%，加標(biāo)回收率在91.1%～104%，具有較好的準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步進(jìn)行t檢驗(yàn)，依據(jù)以下公式計(jì)算以上六組數(shù)值的t:

計(jì)算值在0.18～2.17之間，f=n1+n2-2=10 ，95%置信度的t值為2.23，因此t計(jì)算

3 結(jié) 論

本文采用CFA和納氏試劑分光光度法對地表水和廢水中氨氮的濃度進(jìn)行了測定，兩者都具有較高的靈敏度和良好的精密度和準(zhǔn)確度，結(jié)果均滿足標(biāo)準(zhǔn)方法要求。納氏試劑分光光度法在標(biāo)準(zhǔn)樣品分析方面的準(zhǔn)確度和精密度更高；而CFA方法在實(shí)際分析過程中自動化程度更高，線性寬、靈敏度好，節(jié)省分析時間，提高了工作效率，試劑和樣品使用量小，降低了對分析人員和環(huán)境的不利影響。因此，CFA法更加適用于大批量水樣和復(fù)雜水樣的分析，在水質(zhì)氨氮測定中值得推廣運(yùn)用。