氨氮測定中絮凝預(yù)處理方法探討

馬國鋒

(青島市生態(tài)環(huán)境局平度分局，山東 青島 266000)

1 引言

在運(yùn)用納氏試劑分光光度法測定水質(zhì)氨氮時(shí)，水樣中含有的懸浮物、鈣鎂離子等會(huì)干擾測定。在《水質(zhì) 氨氮的測定 納氏試劑分光光度法》(HJ 535-2009)中給出的水樣預(yù)處理法主要有絮凝沉淀、預(yù)蒸餾兩種方式[1]。實(shí)際工作中，預(yù)蒸餾處理耗時(shí)較長，同時(shí)存在蒸餾時(shí)溫度過高、蒸餾速度過快、連接不緊密等問題，會(huì)導(dǎo)致氨氮不能被硼酸充分吸收；比色時(shí)由于硼酸的存在，會(huì)影響水樣的pH 值，導(dǎo)致測定結(jié)果偏低，給實(shí)際操作帶來不便[2]。絮凝法操作相對簡便，HJ 535-2009標(biāo)準(zhǔn)中絮凝沉淀后采取傾取上清液、中速濾紙過濾、離心方法去除懸浮物。傾取上清液時(shí)容易擾動(dòng)水樣下部的沉淀物，本文采用吸管吸取上清液的方式代替傾取上清液。實(shí)際操作中中速濾紙含銨鹽較高，需多次用無氨水洗滌，經(jīng)實(shí)際操作效果并不理想，本文改為研究微孔濾膜抽濾(孔徑0.45 μm)。對含鈣鎂等金屬離子較高的水樣加入酒石酸鉀鈉溶液后出現(xiàn)白色渾濁的問題，HJ 535-2009標(biāo)準(zhǔn)中并未給出對白色渾濁干擾的去除方式，遇到此類水樣常規(guī)會(huì)采用預(yù)蒸餾去除鈣鎂離子干擾。本文研究再次通過微孔濾膜過濾、離心兩種方式去除白色渾濁，以期拓寬絮凝這種簡便易行的氨氮前處理方式的應(yīng)用范圍。

2 關(guān)鍵試劑的配制

2.1 納氏試劑

納氏試劑的配制采用HJ 535-2009標(biāo)準(zhǔn)中的第一種方法，在配制中要注意二氯化汞的加入量，保證試劑的靈敏性[3]。配制中可采用柳洪方等利用超聲波技術(shù)加速溶解氯化汞的方式[4]。筆者在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)新配制的納氏試劑中懸浮物的沉淀程度對水樣測定影響較大。將配制好的納氏試劑于暗處靜置24 h，傾出的上清液可再次于暗處靜置24 h后，再次傾出上清液。實(shí)際應(yīng)用中采用兩次靜置傾出的上清液空白比僅靜置一次的要小，且測量的水樣平行性較好。

2.2 酒石酸鉀鈉溶液

按照HJ 535-2009標(biāo)準(zhǔn)中給出的方式配制ρ=500g/L的酒石酸鉀鈉溶液。在HJ 535-2009標(biāo)準(zhǔn)中并未給出酒石酸鉀鈉溶液的保存條件和保存期限。筆者在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)酒石酸鉀鈉不論室溫還是冷藏保存都很容易析出，導(dǎo)致在鈣鎂離子濃度較高的清潔水樣中加入酒石酸鉀鈉溶液并不能起到良好的遮蔽作用，致使水樣加入納氏試劑后渾濁無法測定。因此酒石酸鉀鈉溶液最好現(xiàn)用現(xiàn)配。

3 絮凝后采用不同方式去除懸浮物效果的比較

選取當(dāng)天采集的3個(gè)地表水水樣，分別為水樣1號(hào)、水樣2號(hào)、水樣3號(hào)，各取100 mL分別加入1 mL硫酸鋅溶液(ρ=100 g/L)，加入氫氧化鈉溶液(ρ=250 g/L)調(diào)節(jié)pH約為10.5，混勻。分別采取絮凝沉淀30 min后吸取上層清液、微孔濾膜抽濾、在轉(zhuǎn)速為3000 r/m下離心10 min三種方式，測量其在420 nm下的吸光度，結(jié)果見表1。

由表1可知，絮凝后自然沉降干擾較大，部分水樣僅能去除33.6%的懸浮物干擾；抽濾和離心的方式去除懸浮物效果良好，均能去除88%以上的懸浮物干擾。

4 加入酒石酸鉀鈉溶液后產(chǎn)生渾濁的去除

酒石酸鉀鈉溶液的作用是與水樣中的鈣鎂等金屬離子形成絡(luò)合物，從而消除對氨氮測定的影響。筆者在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)當(dāng)水樣中鈣鎂離子濃度均為5 mg/L時(shí)，加入酒石酸鉀鈉溶液，水樣就會(huì)產(chǎn)生明顯的白色渾濁，影響測量，且水中鈣鎂離子濃度越高，加入酒石酸鉀鈉溶液后白色渾濁越明顯。武西岳[5]對加入酒石酸鉀鈉溶液后仍產(chǎn)生白色渾濁的水樣采取離心方式去除干擾，測得加標(biāo)回收率良好。但以加標(biāo)樣與樣品的測量差值計(jì)算回收率時(shí)，并不能確切反映水樣的干擾物去除效果，無法得出樣品的測量值與真實(shí)值之間的偏差。本文配制不同濃度鈣鎂離子、氨氮含量均為1.00 mg/L的水樣模擬實(shí)際水樣，加入酒石酸鉀鈉溶液后采取微孔濾膜抽濾和離心兩種方式，去除白色渾濁，再加入納氏試劑顯色后測定。測量結(jié)果如表2。

表1 絮凝后三種處理方式吸光度比較

表2 不同濃度鈣鎂離子的溶液抽濾、離心后氨氮測量值

由表2可以看出，水樣中氨氮濃度為1.00 mg/L時(shí)，微孔濾膜抽濾、離心兩種方式去除水樣中白色渾濁效果良好，測量值均能達(dá)到實(shí)驗(yàn)室相對偏差要求[6]，且處理效果并沒有因?yàn)殁}鎂離子濃度的增大而下降。在測量氨氮濃度為2.00 mg/L、5.00 mg/L，鈣鎂離子濃度分別為表2濃度的一系列水樣時(shí)，氨氮測量值也均能達(dá)到實(shí)驗(yàn)室相對偏差要求。

5 結(jié)語

絮凝法與微孔濾膜抽濾、離心方式的組合運(yùn)用，打破了在絮凝法去除懸浮物不徹底、鈣鎂離子干擾時(shí)只能采用預(yù)蒸餾方式的局面。在實(shí)際運(yùn)用絮凝法預(yù)處理水樣時(shí)，可根據(jù)水樣狀況和實(shí)驗(yàn)室實(shí)際條件結(jié)合微孔濾膜抽濾或離心進(jìn)行深度預(yù)處理[7,8]。