水質氨氮分析中渾濁問題處理方法的探討

李小燕，杜玉棟，張 浩，鄒紹鋒，常萬銀，張進榮

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

氨氮是工業和城市廢水中一種主要的耗氧污染物，主要來自含氮有機物在微生物生化作用下的代謝產物及工業排放的廢水，可導致水體富營養化現象產生，對魚類和某些水生生物有毒害，因此，水中氨氮是判斷和控制水體富營養化的重要指標，通過對水中氨氮含量的測定有助于評價水體被污染的狀況和自凈狀況[1-2]。

采用納氏試劑分光光度法分析氨氮含量會出現加完酒石酸鉀鈉溶液后產生渾濁的現象，致使顯色后嚴重干擾吸光度的測定，甚至無法測定，本文針對加完酒石酸鉀鈉溶液后水樣變渾濁的問題，主要研究了離心分離方法處理上述渾濁的問題，取得了良好的效果。

1 存在的問題

對于氨氮分析，目前寧夏石化公司采用納氏試劑分光光度法測定廢水中的氨氮含量，運用該方法遇到的最大麻煩是渾濁問題，包括樣品渾濁或清澈水樣加入酒石酸鉀鈉溶液后產生渾濁，給氨氮含量測定結果帶來很大的誤差，給公司污染物的處理帶來一定的影響。

寧夏石化公司中間緩沖池和一循清凈廢水是清澈水樣，采回來的水樣按照HJ 535—2009《水質 氨氮的測定納氏試劑分光光度法》操作步驟對樣品未做任何前處理進行樣品氨氮含量測定，加入酒石酸鉀鈉溶液后產生渾濁，實驗現象及數據見表1。

表1 樣品未做任何前處理實驗現象及結果

針對中間緩沖池、一循清凈廢水，按照HJ 535—2009《水質 氨氮的測定 納氏試劑分光光度法》中絮凝沉淀的方法進行前處理，在處理過程中發現樣品絮凝時間很長，完全沉淀有時需要幾個小時，造成工作效率低，而且上清液中依然有少量的絮狀物，處理后的水樣進行氨氮含量測定，實驗現象及實驗結果見表2。

表2 絮凝沉淀前處理后實驗現象及結果

目前，寧夏石化公司針對清澈但加完酒石酸鉀鈉溶液后樣品變渾濁的水樣采用預蒸餾前處理后再按照納氏試劑分光光度法的操作步驟測定氨氮含量，實驗現象及實驗結果見表3。

表3 預蒸餾前處理后實驗現象及結果

由表3 數據看出，采用此方法測得的氨氮結果準確度和精密度都很高，但在整個分析過程中需要消耗大量的水造成資源浪費。

2 措施及實驗

2.1 實驗原理

以游離態的氨或銨離子等形式存在的氨氮與納氏試劑反應生成淡紅棕色絡合物，該絡合物與氨氮含量成正比，在波長420 nm 處有強烈吸收，用分光光度法測定。

2.2 渾濁產生的原因

對于清澈無色的水樣，一般可直接加入1.0 mL 酒石酸鉀鈉溶液和1.0 mL 納氏試劑進行測定，但在加完酒石酸鉀鈉溶液出現渾濁現象，這主要是水樣中鈣、鎂、鐵、錳等金屬離子過多，超出了酒石酸鉀鈉絡合的能力而與之生成了不溶的酒石酸鹽沉淀。

2.3 離心分離的轉速和時間

離心機的轉速和離心時間是影響離心分離效果十分重要的兩個因素，所以確定最佳離心轉速和離心時間就尤為重要，在離心轉速不變的情況下，離心時間分別為1、2、3、5、10 min 的分離效果；在離心時間不變的情況下，離心轉速分別為1 000、2 000、3 000 r/min 的分離效果。實驗數據見表4。

表4 確定最合適的離心轉速和離心時間實驗現象

從上述實驗發現，當離心轉速為1 000 r/min、離心時間為10 min、離心轉速為2 000 r/min、離心時間為5 min 及離心轉速為3 000 r/min、離心時間為3 min時，都能使渾濁樣品完全分離，按照安全原則和資源節約原則，最終確定最合適的離心轉速和時間為2 000 r/min和5 min。

2.4 處理方法

將加完酒石酸鉀鈉溶液后渾濁的樣品全部倒入50 mL 離心管中按確定的轉速和時間進行離心分離后，取出25 mL 上清液于25 mL 比色管中，加入0.5 mL納氏試劑進行比色測定。

2.5 精密度實驗——標準水樣測定

用硬度含量為1 000 mg/L 和1 500 mg/L 標準水樣配制氨氮含量為（0.703±0.031）mg/L 的實驗水樣，將這兩個實驗水樣分別平行測定6 次，兩種樣品加入酒石酸鉀鈉溶液后出現渾濁現象，將渾濁樣品全部倒入50 mL 離心管中按確定的轉速和時間進行離心分離后，取出25 mL 上清液于25 mL 比色管中，加入0.5 mL納氏試劑進行比色測定并進行準確度檢查，測定結果見表5。

表5 標準水樣中的氨氮含量實驗數據

2.6 準確度實驗——實際水樣測定

以中間緩沖池、一循清凈廢水為實驗對象，先將采回來的樣品進行預蒸餾前處理，然后按HJ 535—2009分析步驟測定樣品的氨氮含量，同時也用優化后的實驗方法測定該樣品的氨氮含量，計算其相對標準偏差（RD），并用統計檢驗的方法確定兩種方法之間有無顯著性差異，測定結果見表6。

表6 實際水樣中氨氮含量實驗數據

從表5、表6 數據可以看出，優化后的實驗方法不論是在測定標準樣品還是在測定工業廢水中的氨氮含量時，相對標準偏差和相對誤差均小于3.00%，經實驗證實優化后的實驗方法是可行的，而且測定結果的精密度和準確度都非常高。

3 結論

對于清澈樣品加完酒石酸鉀鈉溶液后水樣變渾濁的問題，采取先加酒石酸鉀鈉溶液，然后進行離心分離，離心完畢后取出上清液于25 mL 比色管中至刻度線，加入0.5 mL 納氏試劑進行比色測定，最終求得廢水中的氨氮含量，通過以上分析方法測定的結果具有較高的準確性和較好的精密度。