地表水及地下水中氨氮分析前處理方法的探討

王日華

(山西省環境監測中心站，山西 太原 030027)

引 言

我國目前測定水中氨氮的主要方法有納氏試劑分光光度法、水楊酸分光光度法、流動注射法、蒸餾中和滴定法等，而納氏試劑法以操作簡單、靈敏度高、重現性好被廣泛采用。納氏試劑分光光度法測氨氮，需要對水樣進行預處理。標準HJ535-2009中表明“在顯色時加入適量的酒石酸鉀鈉溶液，可消除鈣鎂等離子的干擾。若水樣渾濁或有顏色時可用預蒸餾法或絮凝沉淀法處理。”實際分析過程中，氨氮濃度低水質清的水樣，加入酒石酸鉀鈉不足以消除鈣鎂等金屬離子的污染，還會使溶液產生渾濁影響比色，需要另外進行前處理[2-3]。

1 材料與方法

1.1 試劑和儀器

721型分光光度計；500 mL氨氮蒸餾裝置；50 mL具塞比色管。

氨氮標準使用液，ρ(N)=10.0 mg/L；納氏試劑,天津基準化學試劑有限公司；酒石酸鉀鈉,500 g/L；氧化鎂,經500 ℃烘干以去除碳酸鹽；溴百里酚藍指示劑,0.5 g/L；硫酸鋅溶液,100 g/L。以上所用試劑均為分析純，水樣稀釋和試劑配制均用無氨水。

1.2 測定步驟

取適量經處理過的水樣作試樣，放于50 mL比色管中并用純水定容至50 mL，加入1 mL酒石酸鉀鈉和1.5 mL納氏試劑，搖勻放置10 min后，在420 nm波長下用20 mm比色皿，以水作參比，在721可見分光光度計上測定。

1.3 樣品的預處理

本實驗分別采集了山西省內地下水、地表水5個水樣，分別對同一水樣進行3種不同的前處理，對比分析了這些不同處理步驟對測定結果的影響。

方法一：不經任何前處理；

方法二(絮凝沉淀法)：在200 mL水樣中加入2 mL硫酸鋅溶液和數滴氫氧化鈉溶液(500 g/L)，調節pH約為10.5，混勻放置使之沉淀，傾取上清液分析；

方法三(預蒸餾法)：將50 mL純水作為吸收液移入接收瓶內，確保冷凝管出口在液面之下。分取250 mL水樣移入燒瓶中，加幾滴溴百里酚藍指示劑，加入0.25 g輕質氧化鎂及數粒玻璃珠，立即連接氮球和冷凝管。加熱蒸餾，餾出液速率約為10 mL/min，待餾出液收集到200 mL后取下，定容至250 mL進行測定。

2 實驗及結果

2.1 曲線繪制

絮凝沉淀的目的是要將溶液中的顆粒物絮凝沉淀，標準溶液性質穩定純度高幾乎不含干擾物，絮凝沉淀后并不會影響標準溶液濃度，所以絮凝沉淀后不需要重新繪制曲線。而標準溶液經蒸餾法預處理后考慮到吸收率的問題需要重新繪制標準曲線。

2.1.1 不經處理及絮凝沉淀法標準曲線繪制

吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00 mL銨標準使用液(10.0 mg/L)于50 mL比色管中，并用純水定容至50 mL，加入1 mL酒石酸鉀鈉和1.5 mL納氏試劑，搖勻放置10 min后，在420 nm波長下用20 mm比色皿，以水作參比，在721可見分光光度計上測定其吸光度。標準曲線的回歸方程：y=0.006 9x+0.003 9，相關系數為0.999 8。

2.1.2 蒸餾法標準曲線繪制

將50 mL純水作為吸收液移入接收瓶內，確保冷凝管出口在液面之下。取250 mL銨標準使用液(10.0 mg/L)移入燒瓶中，加幾滴溴百里酚藍指示劑，加入0.25 g輕質氧化鎂及數粒玻璃珠，立即連接氮球和冷凝管。加熱蒸餾，使餾出液速率約為10 mL/min，待餾出液收集到200 mL后取下，定容至250 mL待用。

吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00 mL上述餾出液于50 mL比色管中，純水定容至50 mL，再向比色管依次加入1 mL酒石酸鉀鈉和1.5 mL納氏試劑，搖勻放置10 min后，在420 nm波長下用20 mm比色皿，以水作參比，在721可見分光光度計上測定其吸光度。標準曲線的回歸方程：y=0.006 5x+0.005 9，相關系數為0.999 3。

2.2 標準樣品測定

標準樣品為國家環保部標準樣研究所監制，編號分別為2005101和200593。移取標準樣品10.00 mL加入容量瓶，定容至250 mL，編號為2005101的標準值為(1.12±0.07)mg/L，編號為200593的標準值為(30.4±1.8)mg/L。本次是采用3種方法進行比對：不經任何預處理直接取適量水樣作試樣測氨氮；經絮凝沉淀后取上層清液作試樣測氨氮；經預蒸餾后作試樣測氨氮。3種方法分別吸取原液、絮凝沉淀后的上清液以及餾出液，取樣量相同，比色所加顯色劑等條件步驟均相同。測定數據見表1。

表1 標準樣品經不同前處理氨氮測定結果

由表1可知，3種方法對高低2個標準樣品在相同條件下測定，測得結果均在標準值范圍內，回收率均在95%～105%，滿足要求。說明這三種前處理方法對于標準樣品都適用。

2.3 實際樣品測定

實際樣品是以5個比較清的地表水和地下水，5個比較濁的污水，共10個樣品為例進行測定,每個樣品采用以上3種前處理方法進行比對，結果見表2。

表2 水樣經不同前處理氨氮測定結果對照表

由表2可見,水樣在不作任何前處理測定和經絮凝沉淀后測定溶液均不同程度渾濁不能比色；水樣經蒸餾后測定均不產生渾濁，加標回收的回收率在95%～105%。說明氨氮濃度比較低，水質比較清，取樣量比較大的水樣，直接測定產生渾濁的情況下，可以采用蒸餾法進行前處理測定，或者直接采用蒸餾法進行前處理測定。

3 結果討論

標準HJ535-2009中提到“在顯色時加入適量的酒石酸鉀鈉溶液，可消除鈣鎂等離子的干擾。若水樣渾濁或有顏色時可用預蒸餾法或絮凝沉淀法處理。”在實際測定過程中，對于一些水質非常清、氨氮濃度低的水樣，取樣體積較大，不需要稀釋或者稀釋倍數很小，干擾物鈣鎂離子的濃度也沒有得到很大的稀釋，加入酒石酸鉀鈉溶液起不到消除干擾的作用，在加入納氏試劑后或多或少還是會渾濁影響比色，這種情況下需要將水樣進行蒸餾法前處理。