地表水氨氮含量測定過程中的注意事項(xiàng)

郭小朵(西北工業(yè)學(xué)校，陜西 興平 713100)

0 引言

地表水指的是陸地表面動態(tài)水和靜態(tài)水的總稱，主要包括液態(tài)水和固態(tài)水，主要有河流、湖泊、沼澤、冰川等[1]。地表水是目前人類生活用水的主要來源之一，也是世界各國水資源的主要組成部分之一。

水溶液中的氨氮是游離的氮或離子氮，水中氨氮主要來源于天然水中的含氮物質(zhì)的降解過程，還有目前另一個(gè)主要來源就是生活污水和工業(yè)廢水。氨氮在一定條件下可以轉(zhuǎn)換成亞硝酸鹽，生活中如果長期飲用含有氨氮的水，那么水中的亞硝酸鹽會和人體內(nèi)的蛋白質(zhì)結(jié)合形成亞硝胺，是一種致癌物質(zhì)，對人體的健康會造成很大的危害。另外氨氮對于河流和湖泊里的魚類和其他水生物也會起到很大的危害，主要危害物則是游離氨，其毒性比銨鹽要大幾十倍，最主要的是其毒性會隨著水域的pH值而發(fā)生變化，通常是隨著堿性的增強(qiáng)，也就是隨著pH值的增大而毒性增強(qiáng)的。所以為了保護(hù)人類健康及生態(tài)平衡，檢測地表水氨氮含量是一項(xiàng)重要的工作。

地表水氨氮含量測定的方法主要有：納氏試劑分光光度法、水楊酸一次氯酸鹽分光光度法、滴定法、氣相分子吸收光譜法等。不管用哪種檢測方法，都要經(jīng)過水樣采集、樣品預(yù)處理、樣品保存、樣品檢測。本文主要闡述針對納氏試劑分光光度法檢測地表水過程中的注意事項(xiàng)。

1 采樣器及采樣深度的確定

地表水氨氮含量測定采集水樣要具有代表性。這里我們選用的采水器為有機(jī)玻璃采水器。其規(guī)格一般有1 000 mL、2 500 mL、5 000 mL。實(shí)驗(yàn)室根據(jù)采集水樣的多少自行選擇規(guī)格。采集少量的水樣通常選用2 500 mL的規(guī)格。下面就在湖泊某一指定深度采集三個(gè)平行水樣為例來闡述有機(jī)玻璃采水器的使用注意事項(xiàng)。

采集水樣根據(jù)要求是不能取湖面上方浮層，也不能將湖底的泥沙采集，所以一般是在湖深的1/2處進(jìn)行取樣。當(dāng)然取樣前要用湖水將采水器和盛水器進(jìn)行三次潤洗，然后依次采集三個(gè)平行樣。有個(gè)問題很值得討論：采水深度的確定。根據(jù)有機(jī)玻璃采水器的工作原理即水是從采水器的下端進(jìn)入的，所以采水深度確定時(shí)，要從采水器的底部算起。在今年的工業(yè)分析與檢驗(yàn)國賽試點(diǎn)賽上，多數(shù)參賽隊(duì)對于采水深度的確定是錯(cuò)誤的，他們沒有搞清楚有機(jī)玻璃采水器的工作原理，直接從采水器上方開始算深度。

2 現(xiàn)場空白注意事項(xiàng)

采集地表水檢測氨氮含量時(shí)，通常空白是用無氨水來完成的。要求把無氨水帶到采集現(xiàn)場后，再進(jìn)行空白取樣，并且所加保護(hù)劑要和其他三個(gè)平行樣所加的保護(hù)劑品種和量要盡可能一致。采集空白樣品要在現(xiàn)場完成，主要是為了使得空白和現(xiàn)場所處的溫度，濕度完全一致，才能排除環(huán)境因素帶來的誤差。

3 保護(hù)劑的選擇

采集水樣時(shí)，對于所加保護(hù)劑的要求是：經(jīng)濟(jì)并且對測定無干擾和無不良影響。不同水樣和不同的測定項(xiàng)目使用的保護(hù)劑要求是不一樣的。這里對于保護(hù)的使用級別是有嚴(yán)格要求的，為了避免系統(tǒng)誤差，要求保護(hù)劑的純度盡可能高，即保護(hù)劑最好是優(yōu)級純。地表水氨氮含量測定，在指定深度內(nèi)完成取樣后，要在現(xiàn)場加保護(hù)劑。所加的保護(hù)劑屬于抑制劑，主要是為了抑制生物的生長。這里加的保護(hù)劑不能選擇硝酸，因?yàn)橄跛嶂泻械兀ǔ＿x擇硫酸為抑制劑，建議使用1∶1的硫酸作為保護(hù)劑，并且用保護(hù)劑將水樣的pH調(diào)節(jié)在2以下[2]。很明確，現(xiàn)場空白樣也是要用保護(hù)劑調(diào)節(jié)至pH在2以下的，這樣才能確保環(huán)境完全一致。保護(hù)劑在加的時(shí)候可以事先加入1 mL在空的盛水器中，也可以把水樣放到盛水器內(nèi)后再加入保護(hù)劑，這里沒有嚴(yán)格的要求。

4 現(xiàn)場檢測項(xiàng)目

在水樣采集好以后，現(xiàn)場檢測項(xiàng)目也是很有必要做的，在這里一定要注意填好現(xiàn)場檢測表。目前現(xiàn)場測定項(xiàng)目通常有水溫、透明度、電導(dǎo)率、pH、濁度等。總之現(xiàn)場能完成的項(xiàng)目盡量在現(xiàn)場完成測試，這對于實(shí)驗(yàn)室具體氨氮含量測定結(jié)果分析有著重要的參考價(jià)值。

(1)水溫的測定：對于地表水氨氮含量測定取水樣時(shí)最好選擇帶有溫度計(jì)的有機(jī)玻璃采水器。采樣的過程中可以使采水器停留在指定深度一兩分鐘待環(huán)境穩(wěn)定后可以提出水面，此時(shí)就可以記錄水溫了。如果沒有使用帶溫度計(jì)的采水器，就需要將溫度計(jì)深入水下指定深度來測定了，這里要注意水溫指的是采集水樣深度處的溫度，而不是將水樣采好以后所量取的溫度。

(2)透明度的測定：在避免強(qiáng)光直射的環(huán)境下，將黑色或者白色圓盤沉入水中，以剛剛看不到黑白分界時(shí)的水深為該點(diǎn)透明度，透明度通常用米來表示，結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位有效數(shù)字。

(3)現(xiàn)場記錄表的填寫：對現(xiàn)場的描述應(yīng)盡量詳細(xì)，通常需要制定地表水氨氮水樣采集原始記錄表，按表中的項(xiàng)目完成現(xiàn)場檢測記錄，現(xiàn)場狀況描述通常包括水域名稱、采樣時(shí)間、天氣狀況及氣溫、采樣位置、水深、水溫、透明度、水體顏色、水體氣味等。

5 水樣的保存

采集好的水樣，在添加好保護(hù)劑并調(diào)節(jié)好pH值后，應(yīng)該立即蓋好瓶塞，并且密封。同時(shí)用報(bào)紙包裹好盛水器，這樣做的目的不僅是有利于運(yùn)輸，最主要的目的是為了避免氨氮水樣見光分解。將采集好的水樣放置實(shí)驗(yàn)室避光并且在2～5 ℃下進(jìn)行保存，盡量在24 h內(nèi)完成檢測[3]。

6 納氏試劑光度法測定氨氮含量的注意事項(xiàng)

在完成了水樣的采集及預(yù)處理后，要完成氨氮含量的測定。納氏試劑光度法測定氨氮含量是目前經(jīng)常用的方法之一，下面主要介紹該方法測定氨氮含量的注意事項(xiàng)。

6.1 納氏試劑的簡介

納氏試劑是指利用紫外-可見分光光度法原理由于測定空氣中或者水體中氨氮含量的試劑，是一種常溫下略顯淡黃綠色的透明溶液，隨著曝光時(shí)間增加逐漸生成黃棕色沉淀，溶液也會逐漸變黃。通常使用的納氏試劑為氯化汞-碘化鉀-氫氧化鈉(HgCl2-KI-NaOH)按照一定比例組成的混合溶液。因?yàn)樵噭┲泻新然谶@里要注意的是納氏試劑中汞有毒，使用時(shí)應(yīng)該特別小心，如果在使用的過程中不小心接觸在皮膚上，應(yīng)該及時(shí)用大量的水清洗。雖然納氏試劑中含有對人體健康有害的有毒物質(zhì)碘化汞或者氯化汞，但是該方法與現(xiàn)有的測定水中氨氮的其他方法相比較仍然有很多優(yōu)點(diǎn)，如：試劑穩(wěn)定性很高、操作很簡便、靈敏度特別高、選擇性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。

6.2 反應(yīng)機(jī)理

納氏試劑光度法測定氨氮含量的反應(yīng)機(jī)理是：碘離子和汞離子在強(qiáng)堿性條件下，會與氨反應(yīng)生成淡紅棕色絡(luò)合物，此顏色在波長380～420 nm處會有強(qiáng)烈的吸收，而且能生成這類紅棕色絡(luò)合物的吸光度與其溶液中的氨氮含量是成正比關(guān)系的，所以可以用測試反應(yīng)溶液吸收值來測定溶液中的氨氮含量。

6.3 pH對測定過程吸光度的影響

納氏試劑顯色反應(yīng)是：

從以上反應(yīng)離子方程式可以看出溶液的pH對顯色的程度是有一定影響的。那么這樣就會影響測定分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明加入納氏試劑時(shí)要求溶液的酸度范圍在堿性范圍，具體的pH范圍應(yīng)該控制在11.8～12.4[4]，當(dāng)酸度過低時(shí)即pH小于11.8時(shí)就不會產(chǎn)生顯色反應(yīng)；當(dāng)酸度過高時(shí)，即pH大于12.4時(shí)，溶液就會變渾濁而且無法顯色，所以在確定吸光度時(shí)酸度的控制尤為重要。

6.4 其他影響因素

用納氏試劑法測定氨氮含量時(shí)水溫通常控制在20～25 ℃之間，并且最佳測試時(shí)間為20 min左右。實(shí)驗(yàn)室在測定氨氮含量時(shí)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的環(huán)境發(fā)生變化時(shí)對于測定結(jié)果也有一定的影響，如溫度及濕度的變化，所以建議在相同時(shí)間段內(nèi)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，要進(jìn)行多次測定，這樣才能保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。

7 結(jié)語

本文介紹了利用納氏試劑法在檢測氨氮含量的過程中取樣環(huán)節(jié)的諸多注意事項(xiàng)，要求樣品具有代表性，研究了取樣位置、深度及現(xiàn)場檢測項(xiàng)目，對檢測過程中的影響因素進(jìn)行了詳細(xì)地探討。