氣相分子吸收光譜法與納氏試劑分光法測(cè)定氨氮的對(duì)比研究

劉雅

摘要 用遼寧省27個(gè)實(shí)際市界斷面對(duì)氣相分子吸收光譜法與納氏試劑分光光度法進(jìn)行了分析比較，通過(guò)測(cè)試檢出限、精密度、準(zhǔn)確度及加標(biāo)回收率等，證明了氣相分子吸收光譜法在實(shí)際水樣中完全滿足測(cè)量氨氮的需求，但同時(shí)也指出在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的氣相分子吸收光譜法的局限性，比較2種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，為氣相分子吸收光譜法大規(guī)模推廣使用提供了支持。

關(guān)鍵詞 氣相分子吸收光譜法；氨氮；納氏試劑分光光度法；比較

中圖分類(lèi)號(hào) X832 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）16-0181-02

Abstract The gas-phase molecular absorption spectrometry and Nessler reagent spectrophotometric method were analyzed and compared by testing the detection limit，precision，accuracy and recovery rate，etc.It proved that gas-phase molecular absorption spectrometry fully met the needs of the measurement of ammonia in water samples.At the same time，it pointed out limitations of gas-phase molecular absorption spectrometry in actual experiment，the advantages and disadvantages of the two methods were compared，in order to provide supports for using of gas-phase molecular absorption spectrometry.

Key words gas-phase molecular absorption spectrometry；ammonia；nessler reagent spectrophotometric method；comparison

氣相分子吸收光譜法是20世紀(jì)70年代興起的一種簡(jiǎn)便、快速的分析手段。1976年Gresser等首先提出該法（gas-phase molecular absorption spectrometry，簡(jiǎn)稱(chēng)GPMAS），最先應(yīng)用該法測(cè)定了SO2、Cl、I2等。我國(guó)自20世紀(jì)80年代開(kāi)始研究氣相分子吸收光譜法，1988年張寒奇等研究的Cl-測(cè)定法具有很高的實(shí)用性，提出了氣相狀態(tài)下分析氯離子的新思路。陳秋紅等在2006年用氣相分子吸收光譜儀測(cè)定水中的硫化物，對(duì)其工作曲線、精密度等進(jìn)行了考察，結(jié)果表明該方法簡(jiǎn)便、快捷、精密度、準(zhǔn)確度都較好，適用于水中各種硫化物的測(cè)定。其原理是通過(guò)特定的化學(xué)反應(yīng)，將待測(cè)成分轉(zhuǎn)化為某一氣體，分離出該氣體，并在特定波長(zhǎng)下測(cè)定氣體的吸光度，該氣體的吸光度和待測(cè)成分的濃度呈線性關(guān)系，符合朗伯—比爾定律[1]。而氣相分子吸收光譜儀是應(yīng)用氣相分子吸收光譜法進(jìn)行水質(zhì)分析的一種儀器，目前有氨氮（HJ/T195-2005）[2]、凱氏氮（HJ/T196-2005）、亞硝酸鹽氮（HJ/T197-2005）、 硝酸鹽氮（HJ/T198-2005）、總氮（HJ/T199-2005）、硫化物（HJ/T200-2005） 6個(gè)符合環(huán)保部標(biāo)準(zhǔn)方法的測(cè)定項(xiàng)目，并被廣泛應(yīng)用于飲用水生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、石油化工、衛(wèi)生防疫、食品工業(yè)、土壤、化學(xué)肥料、化學(xué)試劑、造紙、皮革、印染、工礦企業(yè)、土木建筑、海洋與漁業(yè)和水文監(jiān)測(cè)等各種領(lǐng)域的水質(zhì)分析[3]。該試驗(yàn)以氨氮為例，通過(guò)測(cè)定實(shí)際的遼寧省27個(gè)市界斷面與傳統(tǒng)的納氏試劑分光光度法來(lái)比較進(jìn)一步確認(rèn)氣相分子吸收光譜法的可使用性。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

主要儀器：氣相分子吸收光譜儀GMA3380（上海北裕分析儀器有限公司）。

主要試劑：25%鹽酸+30%乙醇混合溶液：提前2～3 d配制，并敞口放置1 d后再密封保存；次溴酸鹽氧化劑：使用前充分搖勻，現(xiàn)配現(xiàn)用，配制時(shí)，所用試劑、水和室內(nèi)溫度不低于18 ℃，不高于30 ℃。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

配制4.0 mg/L亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)使用液作為母液，啟用自動(dòng)稀釋器，配制曲線梯度為0、0.1、0.2、0.4、0.8、1.0、2.0 mg/L，全程由儀器自動(dòng)完成，結(jié)果見(jiàn)圖1。

從圖1可以看出，曲線r值為0.999 8，y=0.126x+0.002 7，無(wú)論是k值還是r值，全部符合方法要求。

2 結(jié)果與分析

2.1 實(shí)際水樣的對(duì)比

對(duì)2015年12月遼寧省各市界斷面共計(jì)27個(gè)實(shí)際水樣同時(shí)進(jìn)行了氣相分子吸收光譜法與納氏試劑法測(cè)定氨氮的比對(duì)測(cè)試，結(jié)果如圖2所示。

從圖2可以看出，通過(guò)實(shí)際水樣對(duì)比，2種方法結(jié)果相差不大，且氣相分子法大部分?jǐn)?shù)據(jù)低于納氏試劑法，分析原因在于氣相分子法是將待測(cè)成分轉(zhuǎn)變成氣體分子載入測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)定其對(duì)特征光譜吸收，故所受水中其他物質(zhì)干擾小，而實(shí)際水樣存在干擾物質(zhì)多，而分光法又受色度濁度影響，故比氣相分子法數(shù)值略高。從表1可以看出，氨氮相對(duì)誤差在各誤差范圍所占比例中，80%以上的誤差值在-20%～20%之間，進(jìn)一步證明氣相分子法在實(shí)際水樣中的可使用性。

2.2 檢出限的確定

使用氨氮濃度為0.10 mg/L測(cè)定方法檢出限，進(jìn)行7次平行測(cè)定，計(jì)算7次平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差，按公式（1）計(jì)算方法的檢出限，具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

MDL=t（n-1，0.99）·S（1）

式中，MDL—方法檢出限；n—樣品的平行測(cè)定次數(shù)；t—自由度為n-1，置信度為99%時(shí)的t分布（t查表得3.143）；S—n次平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

從表2可以看出，由水質(zhì)氨氮的測(cè)定納氏試劑分光光度法（HJ535-2009）中可知其檢出限為0.025 mg/L，而本試驗(yàn)測(cè)定其檢出限為0.017 mg/L，故檢出限符合方法要求。

2.3 精密度

根據(jù)GSBZ 50005-88/200556測(cè)定氨氮國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)樣品，按其保證值范圍為（2.06±0.11）mg/L，測(cè)試6次，結(jié)果見(jiàn)表3。

可以看出，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差符合方法要求，進(jìn)一步證明了氣相分子吸收光譜法在測(cè)量氨氮中的可靠性。

2.4 實(shí)際樣品加標(biāo)回收率

在100 mL某工廠排污口廢水中加入氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液20.0 μg，測(cè)定6次，加標(biāo)回收率見(jiàn)表4。

從表4可以看出，實(shí)際樣品中的加標(biāo)回收率在93.5%～101.2%之間，符合方法中要求的90%～110%之間的要求，通過(guò)加標(biāo)回收率的測(cè)試證明氣相分子吸收光譜法在實(shí)際樣品測(cè)量當(dāng)中完全符合要求。

3 結(jié)論與討論

氣相分子吸收光譜儀是水樣在 2%～3%酸性介質(zhì)中，加入無(wú)水乙醇煮沸除去亞硝鹽等干擾，用次溴酸鹽氧化劑將氨及銨鹽（0～50 μg）氧化成等量亞硝酸鹽，以亞硝酸鹽氮的形式采用氣相分子吸收光譜法測(cè)定氨氮的含量。因此氣相分子吸收光譜法具有干擾小、分析速度快、重復(fù)性好、無(wú)復(fù)雜前處理等優(yōu)勢(shì)，而傳統(tǒng)的納氏試劑分光光度法受水體色度濁度影響較大，配制納氏試劑的碘化汞毒性很大，對(duì)分析人員和環(huán)境都不是很友好，不能絮凝干凈的水樣必須預(yù)先蒸餾，過(guò)程比較繁瑣等。最后又通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限、準(zhǔn)確度、精密度及實(shí)際水樣的測(cè)定等方面相比較證實(shí)，氣相分子吸收光譜法完全符合地表水和各類(lèi)廢水中氨氮含量的測(cè)定。但在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，氣相分子吸收光譜法對(duì)試驗(yàn)環(huán)境要求較高，尤其保證在室溫18 ℃以上進(jìn)行，試驗(yàn)用無(wú)氨水，試劑等均對(duì)溫度有要求，所以使用局限性較多，并且數(shù)值與氧化程度大小有關(guān)，在氧化程度不夠的情況下很難保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，強(qiáng)酸強(qiáng)堿水質(zhì)對(duì)方法影響較大，下一步準(zhǔn)備研究不同環(huán)境下及不同干擾下對(duì)方法的影響，使方法更完善，滿足各種復(fù)雜水樣條件下的測(cè)試[4-9]。

4 參考文獻(xiàn)

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