水質監測中氨氮測定影響因素與控制分析

張慧賢

（石家莊市正定環保服務中心，河北 石家莊 050800）

受工業、農業及生活等污水肆意排放的影響，我國部分水域中氨氮含量遠超過水域的自凈能力限度，進而造成了嚴重的環境污染，影響了人們的用水安全。為切實降低這些問題所產生的不利影響，采用合適的水質監測技術，對水域中氨氮含量進行測定，明確影響水域氨氮含量的因素，并對其進行針對性地管控，已成為一項極為必要的工作。

1 水質監測中氨氮測定工作的作用

現階段，水體中氨氮的主要來源包括農業的氨氮肥料隨著地表徑流流入水體當中；工業生產中硝酸、煉焦、合成橡膠、電鍍、石油開采等過程產生的廢水直接排放到外界環境中或者生產產生的含有氨氮的廢氣與空氣中的水蒸氣結合，隨著降雨融入水體當中，導致水中的氨氮含量超標。由于魚類這種水生生物對水中的氨氮含量較為敏感，若水中非離子氨的濃度超過0.02 mg/L就可能導致魚類死亡，且人類或一些陸生動物直接飲用了氨氮含量超標的水體，將會給動物的身體健康產生極為嚴重的危害，以人體為例，若人們飲用20～30 mL的水，并且水中氨的飲用濃度超過25%，那么就有極大可能造成人的死亡。近年來，為更好地保護自然環境與人們生命財產的安全，并保護水資源，降低水體中污染物的含量已經成為一項極為必要的工作。在當前的水質監測過程中，測定水中的氨氮含量，不僅可以使人們能夠更好地了解水中的污染物質，還能使人們以此為基礎，找出水域污染的原因，還可以通過明確水體污染物質的成分，為環境保護工作的規劃開展提供有效的數據支持。具體來說，水質監測工作的主要目的在于，通過測定水中污染物的含量，明確水域中水體的質量情況。現階段，氨氮測定是當前水質監測工作中較為常見的測定項目，并且在氨氮測定過程中，離子氨（NH4）與非離子態氮（NH3-）是氨氮（NH3-N）存在的主要形式，在水質監測監測過程中，若水中的氨氮含量過高，那么說明該片水域在近期受到過污染。若在檢測過程中發現水中含有NO3-但沒有NH3與NO2-，那么證明該片水域中的污染物有機質基本分解完畢，在有機物分解過程中，大量的致病微生物將隨之消失。可以說，在水質監測過程中，對水中氨氮化合物的測定，可以有效掌握水域受有機物污染的具體情況，并對水體的自凈能力進行合理地評估，為后續水質凈化工作的開展打下堅實的基礎[1]。

2 水質監測中氨氮測定的影響因素

經過對當前水質監測工作具體情況進行調查分析后可以了解到，由于大部分水域的水體成分構成較為復雜，水體中包含的物質種類也相對較多，因此，在測定水中氨氮的含量時，會對測定結果產生影響的因素也比較多。現階段，為保證測定工作的準確性，就必須要明確會對測定結果產生影響的因素。

2.1 光波長

在水質監測過程中，氨氮含量測定的原理主要是水中游離的離子氨或非離子態氮等物質能夠與試劑發生反應，生成帶有顏色的混合物，并且混合物的色度越大，說明水中氨氮含量越高。現階段，人們可以采用目視比色法、分光光度法等，切實了解水中氨氮的含量，并且，對上述兩種方式進行比較，分光光度法的精確度更高，能夠為后續水污染治理工作提供更有效的數據支持，因此，分光光度法的應用頻率更高。但需要注意的是，在使用分光光度法測定水中氨氮含量時，光波會對測定結果的準確度產生較為明顯地影響。通常情況下，若入射光的波長在400～425 nm之間，那么顯示劑吸收的光度相對較小，得到的測試結果也比較穩定，若入射光波長超過了425 nm，那么顯示及吸收的光度將會大幅度上升，進而影響分光光度法測定結果的準確性，對水中氨氮含量測定數據的準確性產生極為不利的影響[2]。

2.2 鹽度

在對類似河流入海口、海水交匯處等區域的水質進行測定時，由于水中的含鹽量相對較高，并且在潮汐、河水與海水混合等因素的影響下，水中的鹽量并不固定，其管控難度也比較高，這會給最后的氨氮含量檢測工作造成嚴重的威脅。

2.3 氣泡

在水質監測過程中，往往無法避免氣泡的產生，盡管氣泡在監測工作中并不明顯，但氣泡還是會對氨氮含量檢測結果的準確性產生一定的影響。具體來說，在進行水樣的氨氮檢測時，水樣本身、滴入的試劑等都可能存在一定的小氣泡，盡管這些小氣泡看起來并不是特別明顯，但在測定過程中，小氣泡可能會匯聚成大氣泡，進而對氨氮測定工作的穩定性、準確性產生極為不利的影響。

2.4 試劑存儲及顯色時間

在水質監測過程中，試劑存儲情況及顯色時間同樣會對氨氮測定工作質量產生一定的影響。具體來說，若在顯色劑的實際存儲過程中，將其裝在透明玻璃瓶中，那么顯色試劑的性質可能會發生變化，進而影響后續測定工作的準確性。同時在實際測試過程中，由于顯色劑的穩定性相對較差，并且不同的顯色劑顯色效果存在著一定的差別，因此，在測試過程中，還需要提升對顯色劑選擇工作的重視度。

2.5 其他因素

在當前的氨氮測定工作中，金屬離子、余氯、較清潔污水、污染嚴重污水、顯色時溶液的pH值、顯色溫度等因素也會對最終測試結果的準確性產生一定的影響。

3 提升水質監測中氨氮測定結果的方法

在城市化、工業化進程不斷加快的背景下，我國的水體污染問題日益嚴重，尤其是廢水的任意排放，不僅造成了河流湖泊等水源的污染，還對人們的生活產生了極為不利的影響。近年來，在人們環保意識不斷增強的情況下，為了更好地保護水體資源，污水凈化、水體保護等工作受到了人們的廣泛關注，這一工作的開展，不僅能夠對綠色生態環境的構建工作提供支持，還能為社會經濟的健康發展提供助力。在污水凈化、水體保護等工作中，開展水體監測工作，并依據測定結果，制定具有針對性的污水治理方案，已經成為保證我國水體安全的關鍵點之一。現階段，為切實提升水體監測工作的質量，在測定水體中氨氮含量時，應用如下方法提升測試結果的準確度，并進一步提升水體監測工作的有效性以及后續水污染治理、環境保護等工作的科學性。

3.1 光波長度的把控

當前，在對水中氨氮的含量進行測定時，入射光的波長會對最終測定結果的準確性產生較為明顯的影響。表1所示為不同波長下氨氮測定時，顯色劑空白吸光度與標準液的顯色吸光度。從表中可以看出，顯色劑空白吸光度越低，標準液顯色吸光度越平緩。現階段，為切實降低光波長度對測定結果準確度所產生的不利影響，可以通過使用光波監測法的方式，進一步提升氨氮測定結果的準確性，并盡可能在測定氨氮含量時，將入射光的波長控制在415 nm左右，從而達到提升測定工作精確度的目的[3]。

表1 不同入射光波長對氨氮含量測定的影響

3.2 鹽度的把控

表2為水中鹽度對氨氮測定所產生的影響，從表中可以看出，當待測水體中的鹽度在20 mg/L以上時，測定結果偏差相對較小，當水體鹽度在20 mg/L以下時，測定結果偏差相對較大。現階段，為切實降低鹽度對測定結果所產生的不利影響，加強對鹽度因素的關注度，明確待測水域鹽度變化情況已成為一項極為必要的工作。舉例來說，在測定河流入海口附近水域的氨氮含量時，水體中往往含有一定量的鹽，并且入海口處的河水鹽分比上游水中的鹽分更高。為切實避免氨氮含量測量過程中鹽分對測定結果準確性的影響，需要明確入海口區域水中鹽分的變化規律，并在測定水樣氨氮含量前，確定水樣的含鹽量，并參照表2，明確鹽分對測定結果所產生的影響。

表2 不同鹽度對氨氮含量測定的影響

3.3 氣泡的控制

現階段，為切實避免因氨氮含量測試過程中，小氣泡的不斷匯聚給測試工作所帶來的不利影響，在當前的測試過程中，一方面可以通過對顯色劑進行真空處理的方式，避免新的小氣泡被滴入到水樣當中；另一方面可以通過在水樣氨氮檢測容器中放置玻璃泡滴液器的方式，避免水泡進入管道中，降低水樣中大氣泡形成的可能性。

3.4 試劑存儲及顯色時間的把控

在氨氮含量測定過程中，顯色劑存儲時間與其穩定性之間存在著直接的聯系，經實踐研究發現，在環境條件相同的情況下，對存儲時間不同的顯色劑進行測試可以發現，最適合自動監測工作使用的顯色劑存儲時間應為12 d左右，并且，在存儲過程中，顯色劑應存儲在棕色玻璃瓶中，避免陽光直射導致試劑變質。同時，當試劑存儲時間在12 d以下時，氨氮含量測試的精確度并不會受到明顯的影響，顯色劑仍可以有效對水樣中氨氮含量進行準確測定。但需要注意的是，為避免不同顯色劑對測試結果所產生的不利影響，在選擇顯色劑前，應當盡量選擇存儲時間相對較短的顯色劑，并且明確水樣中是否存在會對顯色工作產生不利影響的元素，以便選擇最合適的顯色劑，保證氨氮含量測試工作的有效性。此外，在進行自動進樣監測時，在將水樣與顯色劑進行充分混合后，水樣測定得到的吸光度會受到顯色時間、進樣速度等因素的影響。現階段，為保證測試結果的有效性，在檢測過程中，應明確把握檢測的最短顯色時間。具體來說，一般情況下，在水樣顯色時間小于2 min時，水樣與顯色劑的混合液吸光度提升速率相對較快，在顯示時間在4 min以上時，吸光度提升態勢趨于穩定，當顯色時間超過10 min后，吸光度提升趨勢基本維持在穩定不變的狀態下。因此，在當前的水質監測過程中，為保證測試工作的有效性，需要保證顯色劑的選擇、貯存、顯色時間等因素均能滿足水樣監測工作的要求。

3.5 其他因素的把控

現階段，為進一步提升水樣測試過程中其他因素對氨氮含量測試所產生的不利影響，應采用以下方法：第一，在消除金屬離子對測試結果的影響時，可以在明確水樣中所含有的金屬離子的基礎上，在顯色階段，加入相應試劑，對金屬離子進行沉淀過濾處理，以降低金屬離子所產生的影響。舉例來說，若測定的水樣中，鈣鎂離子含量較高，那么在進行顯色測試時，鈣鎂離子將會在堿性環境下產生沉淀，進而使試劑變渾濁，在消除某水樣中鈣、鎂等金屬離子的干擾時，可以在顯色階段，向水樣中加入一定量的酒石酸鈉溶液。第二，在消除水樣中余氯所產生的干擾時，可以通過添加一定量的硫代硫酸鈉溶液，并用淀粉—碘化鉀試紙對水樣中余氯的殘留量進行檢查，在試紙變藍時繼續添加硫代硫酸鈉溶液，未變藍則繼續后續操作的方式，以保證水樣中的余氯完全消除，保證測試結果的準確性。第三，在消除較清潔污水所產生的干擾時，可以通過凝絮沉淀法，去除污水的顏色與懸浮物。現階段，在凝絮沉淀法應用過程中，較為常用的試劑為硫酸鋅與氫氧化鈉，操作方法為先在水樣中添加一定量的硫酸鋅，再在水樣中添加一定量的氫氧化鈉溶液，使水樣整體呈堿性，生成氫氧化鋅沉淀，然后，通過過濾的方式，使污水試樣變得清澈。第四，為切實消除嚴重污染的污水對氨氮測試結果所產生的不利影響，在測試前，可以先對污水進行蒸餾處理，即在測試過程中，調節水樣的pH值，使水樣pH值呈中性，再向水樣中加入一定量的氧化鎂，使水樣呈弱堿性，然后用硼酸吸收蒸餾過程中污水所產生的水蒸氣。同時，在污水蒸餾過程中，為避免暴沸情況的出現導致氨的流失，可以控制蒸氣流出速率在10 mL/min左右，并且，蒸餾后得到的樣品在加入納氏試劑后，將會產生紅色沉淀，進而對后續測試工作的開展產生影響，此時，可以通過在樣品中再滴入一定量氫氧化鈉溶液的方式，將樣品pH值調至中性，以消除紅色沉淀。第六，為避免測試氨氮過程中水樣pH值對測試結果產生的影響，應當以顯色溶液的性質、水樣的特點等因素為基礎，對水樣的pH值進行調整，以便提升氨氮含量測試工作的準確性。以納氏試劑為顯色劑時，若水樣呈堿性，那么納氏反應平衡將會朝著生成NH2Hg2IO的方向移動，并且溶液pH值的變化將會對溶液顏色產生明顯地影響。現階段，為了更好地控制水樣的pH值，可以通過配置氫氧化鉀—酒石酸緩沖液，并在水樣中添加一定量的緩沖液，控制水樣的顯色pH值在11.8～12.4范圍內，以保證顯色反應的有效性。第七，在進行氨氮測試時，水樣加入顯色劑時的溫度變化會對水樣的顏色深度、渾濁度、發色速度產生一定的影響。經試驗調查顯示，當前溫度變化會對低濃度水樣產生較大的影響。現階段，為保證低濃度水樣氨氮測試工作的有效性，在測試過程中，應保證加入顯色劑時水樣的溫度在25 ℃左右，避免試樣顯色不全或者溶液過于渾濁的情況出現。

4 結論

總之，在淡水資源相對短缺的環境下，為更好地滿足人們對水資源的需求，可以先對水中的氨氮含量進行測量，明確導致水域中氨氮含量超標的原因，并對其進行有針對性地處理，以便從根本上降低水中氨氮的含量，從而在滿足人們正常用水需要的同時，為低碳綠色社會的發展提供有效的支持。