不同的前處理方法對(duì)測定氨氮的影響

黃麟杰，李 揚(yáng)，高倩倩，陳 潔，向元英

（德陽市環(huán)境監(jiān)測中心站，四川 德陽 618000）

氨氮是水環(huán)境質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。測定氨氮的方法有納氏試劑分光光度法、水楊酸分光光度法、電位法和流動(dòng)注射法等。相對(duì)于其他方法而言，納氏試劑分光光度法具有試劑穩(wěn)定、操作簡便、靈敏度較高、選擇性好等優(yōu)勢，是一種廣泛使用的氨氮分析方法。影響納氏試劑分光光度法測定氨氮的因素已有大量的研究，主要針對(duì)試劑質(zhì)量和存放時(shí)間、顯色時(shí)間和溫度、波長和pH等因素展開討論[1-4]。但是在實(shí)際分析過程中，樣品的復(fù)雜程度決定了分析結(jié)果的準(zhǔn)確度，因此樣品的前處理尤為重要。本文就前處理方法對(duì)測定氨氮結(jié)果的影響展開討論。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及試劑

分光光度計(jì):上海美譜達(dá)UV-1600型；氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液:環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所；金屬離子標(biāo)準(zhǔn)溶液:環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所；硼酸:成都市科龍化工試劑廠；氫氧化鈉:國藥集團(tuán)化學(xué)試劑北京有限公司；硫酸鋅:國藥集團(tuán)化學(xué)試劑北京有限公司；酒石酸鉀鈉:國藥集團(tuán)化學(xué)試劑北京有限公司；納氏試劑:天津傲然精細(xì)化工研究所；溴百里酚藍(lán)指示劑:天津市大茂化學(xué)試劑廠；無氨水；離心機(jī):四川蜀科儀器有限公司；全玻蒸餾器。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

納氏試劑分光光度法的原理是氨氮與納氏試劑反應(yīng)生成淡紅棕色絡(luò)合物，該絡(luò)合物在420nm處有強(qiáng)烈的吸收峰，且在420nm處測得的吸光度在一定范圍內(nèi)與氨氮的含量成正比。顯色反應(yīng)式如下:

在8個(gè)50mL比色管中，分別加入0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL 氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液（10mg/L），加無氨水至標(biāo)線。加入1.0mL酒石酸鉀鈉溶液（500g/L），搖勻后，加入1.5mL納氏試劑。放置10至15min后，在420nm處，用2cm比色皿，以無氨水作參比，記錄吸光度。以對(duì)應(yīng)的氨氮含量為橫坐標(biāo)，扣除空白后的吸光度為縱坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線[5]。本文對(duì)3種不同類型的水樣分別用2種前處理方法進(jìn)行處理，探討不同的前處理方法對(duì)氨氮測定結(jié)果的影響。

1.2.1 預(yù)蒸餾法

取50mL硼酸溶液（20g/L） 于接收瓶中，取250mL樣品于燒瓶中，調(diào)節(jié)pH至中性，加入數(shù)粒玻璃珠防止爆沸，連接定氮球和冷凝管。加熱蒸餾，控制餾出液速率約為8mL/min，待餾出液達(dá)200mL時(shí)，停止蒸餾，加無氨水定容至250 mL。

1.2.2 絮凝沉淀法

取100mL樣品于比色管中，加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至10左右，加入1mL硫酸鋅溶液（100g/L），混勻后放置使之沉淀，用離心機(jī)離心后取上清液分析。對(duì)于含有色度的水樣，以加入無氨水代替納氏試劑作為色度補(bǔ)償?shù)姆绞酵瑫r(shí)測定其在420nm處的吸光度，計(jì)算時(shí)扣除該色度。

2 結(jié)果與討論

2.1 有色度的水樣

對(duì)含有色度的水樣加入一定量的氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液，通過加標(biāo)回收率確定前處理方法的準(zhǔn)確度，通過稀釋倍數(shù)法確定水樣顏色的強(qiáng)度。結(jié)果見表1。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知，經(jīng)過預(yù)蒸餾后的樣品為澄清透明狀，而經(jīng)過絮凝沉淀后的樣品與未絮凝沉淀的樣品相比色度變化較小。從表1看出，預(yù)蒸餾法對(duì)不同顏色強(qiáng)度的水樣加標(biāo)回收率都很好，絮凝沉淀法因不能有效的去除色度的干擾，即使以色度補(bǔ)償?shù)姆椒鄢雀蓴_后，也只對(duì)色度較低的水樣有較好的加標(biāo)回收率?？芍獙?duì)于色度較大的水樣，通過絮凝沉淀法無法得到滿意的準(zhǔn)確度。

表1 2種前處理方式對(duì)含有色度的水樣加標(biāo)回收率

2.2 含重金屬的水樣

在無氨水中添加一定量金屬離子（①鈣、鎂離子；②鐵、錳、銅、鋅、鉛、鎘、鉻、鎳離子）和氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度為1.0mg/L），通過加標(biāo)回收率確定前處理方法的準(zhǔn)確度。結(jié)果見表2。

根據(jù)表2看出:預(yù)蒸餾法對(duì)6個(gè)水樣的氨氮測定結(jié)果有較好的準(zhǔn)確度。對(duì)比絮凝沉淀法和無前處理的結(jié)果可知:絮凝沉淀法對(duì)鈣、鎂、銅、鋅等離子有一定的處理效果，相比僅通過酒石酸鉀鈉掩蔽金屬離子的準(zhǔn)確度更高，更接近真實(shí)值；但對(duì)于金屬離子濃度較大的水樣，其處理能力有限，不能完全排除鈣、鎂、銅、鋅等離子對(duì)測定結(jié)果的影響。

表2 2種前處理方式對(duì)含有重金屬的水樣加標(biāo)回收率

2.3 含懸浮物的水樣

對(duì)含有懸浮物的水樣加入一定量的氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液，通過加標(biāo)回收率確定前處理方法的準(zhǔn)確度。結(jié)果見表3。

根據(jù)表3看出，對(duì)于含有懸浮物不同氨氮濃度的水樣，2種前處理方法都有較好的回收率，說明2種前處理方法均適用于含有懸浮物的水樣。

表3 2種前處理方式對(duì)含有重金屬的水樣加標(biāo)回收率

3 結(jié)論

本文探討了2種前處理方法對(duì)測定3種不同類型水樣中氨氮的影響。實(shí)驗(yàn)看出:通過預(yù)蒸餾可以有效的排除色度、重金屬離子的干擾，準(zhǔn)確度較好。絮凝沉淀法對(duì)低顏色強(qiáng)度、低金屬離子濃度的水樣有較好的準(zhǔn)確度。由于絮凝沉淀不能有效地去除色度和金屬離子的干擾，使之對(duì)于顏色較深和高金屬離子濃度的水樣準(zhǔn)確度都較低，無法滿足日常的分析需要。對(duì)于含有懸浮物的水樣，兩種方法均適用。由于預(yù)蒸餾操作步驟繁瑣，餾出液速率需要控制，耗時(shí)較長等因素，在樣品基體不復(fù)雜的前提下，均可使用絮凝沉淀法進(jìn)行前處理。若樣品色度較大，金屬離子濃度較高時(shí)，可采用預(yù)蒸餾法進(jìn)行處理。