離子色譜法測定工業廢水中氨氮含量

姚蓉

摘??要：對采用離子色譜法測定工業廢水中的氨氮含量展開了探討，通過具體的實驗分析，對實驗原理和儀器、試劑等作了系統的概述，并對實驗結果進行了分析、討論，以期能為有關方面的需要提供有益的參考借鑒。

關鍵詞：離子色譜法;工業廢水;氨氮含量;水污染

中圖分類號：X832????????????????文獻標識碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.117

所謂“離子色譜法”，就是將改進后的電導檢測器安裝在離子交換樹脂柱的后面，以連續檢測色譜分離離子的方法。氨氮是水體中的營養素，可導致水體富營養化，是水體中的主要耗氧污染物，對魚類和某些水生生物有害。因此，在工業廢水中，測定氨氮含量再進行排放是一項非常重要的工作。基于此，本文就離子色譜法測定工業廢水中的氨氮含量進行了探討。

1??實驗部分

1.1??實驗原理

氨氮主要以游離氨和銨鹽的形式存在于水中，兩者的組成比例取決于水的pH值和水溫——pH值越高，游離氨比例越高;反之，銨鹽比例高。而水溫則相反。

采用離子色譜法測試水中的氨氮，流動相為酸性。樣品不用調整pH，樣品中的氨氮被全部轉化成銨鹽形式，樣品通過色譜柱發生離子交換，待測離子進入檢測器產生信號，在計算機色譜工作站中形成色譜峰，以出峰時間定性，以峰面積定量。

1.2??儀器和試劑

實驗所需儀器主要有萬通883非抑制型離子色譜儀、863型自動進樣器、保護柱RP2、分離柱C4150、25?μL定量環和色譜工作站。吡啶二甲酸和硝酸均為優級，氨氮標準樣品來自環境保護部標準樣品研究所，試驗使用的純水電阻率為18.1?MΩ/cm。

1.3??色譜條件

儀器流動相為吡啶二甲酸和硝酸混合液（2?L水中加入3.4?mL物質的量濃度為1?mol/L的硝酸，234?mg吡啶二甲酸），流速為1?mL/min，無抑制，柱溫保持25?℃，進樣量為25?μL，樣品采集后保存于潔凈的聚乙烯瓶中，進樣前經過0.45?μm水系針頭過濾器過濾。

2??實驗結果和討論

2.1??標準曲線

配置濃度為0.1?mg/L、0.2?mg/L、0.4?mg/L、0.8?mg/L、1.2?mg/L、1.6?mg/L、2?mg/L、5?mg/L、10?mg/L、20?mg/L、30?mg/L、50?mg/L

的標準溶液，共計12個濃度點，經過0.45?μm水系針頭過濾器過濾，然后自動進樣分析。通過工作站軟件，采用峰面積進行曲線的擬合，線性參數如表1所示，相關系數為0.999?999，如圖1所示。

表1??標準曲線的相關參數

質量濃度/（mg·L-1）

峰面積/（μs·cm-1·min）

線性參數

0.1

0.033

0.2

0.072

0.4

0.127

0.8

0.247

1.2

0.369

Y=Ax+b

1.6

0.553

a=0.143

2.0

0.612

b=0.028?3

5

1.46

10

2.950

20

5.714

30

8.608

50

14.367

圖1??標準曲線線性圖

2.2??精密度和準確度

2.2.1??精密度

對環境標準樣品研究所的氨氮標樣200542（1.50±0.07）重復9次測定，氨氮保留時間在4.98～4.99?min之間，保留時間的RSD為0.1%，氨氮測定結果的RSD為1%.?標樣分析結果統計如表2所示。

表2??標準樣品測定結果統計表

項目

1

2

3

4

5

6

7

8

9

RSD/%

時間/min

4.98

4.98

4.98

4.98

4.99

4.99

4.99

4.99

4.99

0.1

質量濃度/（mg·L-1）

1.52

1.50

1.51

1.52

1.52

1.49

1.49

1.50

1.53

1

2.2.2??準確度

表3??加標回收結果統計表

編號

加標前量/μg

加標后量/μg

回收率/%

RSD（批內）/%

樣品1加標

202.0

102

樣品1加標

100

201.0

101

1.2

樣品1加標

199.2

99.2

樣品1加標

199.8

100

樣品2加標

603

101

樣品2加標

300

599

99.6

1

樣品2加標

601

101

樣品2加標

597

99

樣品3加標

1?197

99.5

樣品3加標

600

1?199

99.8

0.8

樣品3加標

1?202

101

樣品3加標

1?194

99

加標試驗使用氨氮標液，分別進行3次加標，每次加標測定4次，回收率結果如表3所示。對環境標準樣品研究所的氨氮標樣200542（1.50±0.07）進行測定，其測定結果均在標準值要求范圍內，具體結果如表3所示。

2.3??定量范圍

參考EPASW-846，測定9次空白加標試驗，加標量為估計濃度的3～5倍。計算測定結果的標準偏差，采用98%的置信度，查臨界值表t為2.896，方法的檢出限為t值與標準偏差的乘積，方法的檢測限為4倍的檢出限，結果統計如表4所示。

表4??檢出限統計結果表

序號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

SD

檢出根

檢測根

質量

濃度

0.053

0.051

0.056

0.052

0.049

0.050

0.051

0.049

0.054

0.002

0.01

0.04

采用離子色譜法可直接對濃度在0.04～50?mg/L范圍內的樣品進行分析，操作簡便，滿足《污水綜合排放標準》（GB?8978—1996）中的二級最低標準要求（50?mg/L）。

2.4??鈉氏試劑分光光度法和離子色譜法的比較

采集樣品7組，分別采用《鈉氏試劑分光光度法》和《離子色譜法》進行測定，結果統計如表5所示。

表5??樣品測定結果統計表

序號

離子色譜法測定結果/（mg·L-1）

納氏試劑分光光度法測定結果/（mg·L-1）

SD/%

1

37.50

40.40

3.7

2

33.10

35.50

3.5

3

1.86

1.88

0.5

4

33.20

34.10

1.3

5

12.70

13.50

3.1

6

44.20

43.50

0.8

7

23.20

22.80

0.9

分別對7組樣品的測定結果對比、分析、統計，標準偏差范圍為0.8%～3.7%，結果均滿足質控小于5%的要求。因此，此方法可用于工業廢水中氨氮的測定。

2.5??干擾及消除方法

樣品中鈉和銨質量比超過10?000∶1會影響分離，對此，可通過調整淋洗液濃度、采用梯度淋洗或加入調節劑來消除影響。對于樣品中金屬離子的干擾，可通過在分離柱前加裝預處理柱消除干擾。樣品在進樣前，可通過0.45?μm水系針頭過濾器過濾來消除顆粒物對儀器系統的影響。

3??結束語

綜上所述，氨氮是水體中的主要耗氧污染物，對魚類和某些水生生物有害，在如今大力提倡環保理念的社會中，對工業廢水中氨氮含量的測定工作顯得非常重要。本文就采用離子色譜法測定工業廢水中氨氮含量進行了探討，通過結合具體的實驗案例，對測定實驗作了系統的分析、研究，旨在為類似的實驗提供參考。

參考文獻

[1]楊文英，王艷春.離子色譜法測定水中氨氮含量[J].中國衛生檢驗雜志，2005（11）.

[2]馬云云，譚金峰，王斌之.離子色譜法測定環境水樣中的氨氮[J].環境科學與管理，2011（03）.

〔編輯：王霞〕

Ion?Chromatography?Industrial?Wastewater?Ammonia?Content

Yao?Rong

Abstract：?The?use?of?ion?chromatography?ammonia?content?of?industrial?waste?water?started?to?explore，?through?specific?experimental?analysis，?theory?and?experimental?instruments，?reagents?gave?an?overview?of?the?system，?and?the?experimental?results?are?analyzed?and?discussed，?with?a?view?to?provide?a?useful?reference?for?the?need?for?the?parties?concerned.

Key?words：?ion?chromatography;?industrial?waste;?ammonia?content;?water?pollution