對(duì)水質(zhì)檢測(cè)中總氮低于氨氮的原因分析

趙彥

摘要：本文簡(jiǎn)要分析了水質(zhì)測(cè)定結(jié)果總氮不大于氨氮的成因：樣品保存不當(dāng)、實(shí)驗(yàn)環(huán)境未加以有效控制、實(shí)驗(yàn)方法存在誤差、實(shí)驗(yàn)試劑純度、分析人員技術(shù)差異等;探索了防范總氮不大于氨氮的具體措施：合理控制水質(zhì)測(cè)定的消解時(shí)間、消除水樣混濁問(wèn)題等，以逐步提升水質(zhì)檢測(cè)準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：樣品;實(shí)驗(yàn)環(huán)境;實(shí)驗(yàn)方法

引言：在生活排水、農(nóng)田灌溉水、工業(yè)生產(chǎn)剩余水等共同作用下，增加了水體環(huán)境的污染性，相應(yīng)升高了水中含有的有機(jī)物與無(wú)機(jī)物。在淡水體系中，氮、磷成分較高時(shí)，將會(huì)增加浮游植物的生長(zhǎng)能力。為加強(qiáng)水資源清潔凈化效果，維護(hù)淡水環(huán)境生態(tài)性，加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確獲取總氮含量，保證水質(zhì)評(píng)價(jià)客觀性。

1水質(zhì)測(cè)定結(jié)果總氮不大于氨氮的成因

1.1樣品保存不當(dāng)

在水體環(huán)境中，含氮物質(zhì)成分處于不規(guī)律變化狀態(tài)。因此，有必要在采樣完成時(shí)，及時(shí)進(jìn)行樣品檢測(cè)分析工作。同時(shí)，水樣在存儲(chǔ)、光照等情況下，會(huì)改變水樣中的成分比例，對(duì)于氨氮、總氮指標(biāo)的測(cè)定形成影響。因此，樣品采樣不標(biāo)準(zhǔn)、存儲(chǔ)不規(guī)范等情況，會(huì)成為總氮檢測(cè)結(jié)果不大于氨氮的原因。

1.2實(shí)驗(yàn)環(huán)境未加以有效控制

如果在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部環(huán)境中含有較高比例的氨氮，對(duì)于水樣總氮檢測(cè)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生一定影響。比如，當(dāng)實(shí)驗(yàn)室存放有未密閉的氨水，空氣環(huán)境中含有不規(guī)律的氨、銨鹽等成分，具有較強(qiáng)溶水能力。因此，在實(shí)驗(yàn)環(huán)境未加以有效控制的情況下，將會(huì)引起水樣中氨離子發(fā)生增加情況，形成檢測(cè)誤差。

1.3實(shí)驗(yàn)方法存在誤差

一般情況下，水樣檢測(cè)人員使用的檢測(cè)方法為 《堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法》HJ636-2012，然而此種檢測(cè)方法對(duì)于檢測(cè)結(jié)果的顯色要求為“堿性環(huán)境”。如果在檢測(cè)期間，未有效進(jìn)行樣品預(yù)處理，直接完成了顯色測(cè)量，難以保證獲得結(jié)果的準(zhǔn)確性?？偟A(yù)處理流程為：其一，在總氮含量分析期間，堿性環(huán)境中進(jìn)行熱量、壓力添加，條件施時(shí)間持續(xù)30分鐘左右，確保樣品能夠以各類形式完成轉(zhuǎn)化;其二，借助稀鹽酸對(duì)樣品酸堿度進(jìn)行調(diào)整;其三，使用比色法進(jìn)行測(cè)量。在總氮預(yù)處理環(huán)節(jié)中，會(huì)消耗大量時(shí)間，如果預(yù)處理環(huán)節(jié)完成，含氮物質(zhì)轉(zhuǎn)化不充分，將會(huì)形成測(cè)試偏差問(wèn)題。

1.4實(shí)驗(yàn)用水及試劑的選擇

堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光度法測(cè)定總氮的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)用水、過(guò)硫酸鉀的純度及含氮量尤為重要，實(shí)驗(yàn)用水、過(guò)硫酸鉀的含氮量影響到空白值的高低，純度則影響到檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中要求方法中所涉及到的氫氧化鈉及過(guò)硫酸鉀含氮量均要求小于0.0005%，如果試劑無(wú)法達(dá)到要求，需進(jìn)行提純處理，因此，有條件的實(shí)驗(yàn)室建議選擇純度更高的試劑。

并且堿性過(guò)硫酸鉀溶液的配置過(guò)程同樣需要引起注意，首先，過(guò)硫酸鉀在水中的溶解速度較慢，為加快溶解速度可以采用水浴加熱，但水浴的溫度應(yīng)控制在60℃以下，溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致過(guò)硫酸鉀分解失效，然后應(yīng)待氫氧化鈉溶液溫度冷卻至室溫后，再將其與過(guò)硫酸鉀溶液混合、定容。

1.5存放時(shí)間

對(duì)于某污水處理廠進(jìn)行水樣存儲(chǔ)氨氮成分變化記錄，連續(xù)記錄了六天，記錄結(jié)果如圖1所示。由圖可知：水樣存放時(shí)間，對(duì)氨氮含量變化具有一定影響;地表水在存放時(shí)間增加時(shí)，其氨氮成分有所減少;污水單位的輸入水，在存放時(shí)間增加時(shí)，氨氮成分有所增加。產(chǎn)生此種氨氮變化的成因?yàn)椋旱乇硭c空氣處于長(zhǎng)期接觸狀態(tài)，水中含有一定量的溶解氧成分，水樣存放時(shí)間的增加，提升了硝化反應(yīng)的充分性，由此降低了水樣中的氨氮成分;污水處理單位引入的水中，含有的氧成分不高，在污水管與空氣處于隔離狀態(tài)的情況下，水樣環(huán)境表現(xiàn)為厭氧，加快了微生物的氨化效率，相應(yīng)增加了氨氮成分。

2防范總氮不大于氨氮的具體措施

2.1合理控制水質(zhì)測(cè)定的消解時(shí)間

為應(yīng)對(duì)消解時(shí)間產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)影響，購(gòu)買合格成品標(biāo)準(zhǔn)樣品，對(duì)水樣進(jìn)行質(zhì)量控制，在水樣濃度為2.02mg/L左右時(shí)，開展水樣檢測(cè)，同時(shí)設(shè)計(jì)五組水樣消解周期：一組為20min，二組為30min，三組為40min，四組為50min，五組為60min。在樣品冷卻完成時(shí)，在水樣中添加容量為1毫升的鹽酸，定容位置為25毫升，添加蓋塞，確?；旌暇鶆?。在水樣放置15分鐘后，檢測(cè)總氮含量。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：前兩種，過(guò)硫酸鉀在水樣中的轉(zhuǎn)化能力，與消解時(shí)間存在正比關(guān)系，在消解時(shí)間增加，過(guò)硫酸鉀轉(zhuǎn)化能力有所增強(qiáng);在后三組，氮含量并未發(fā)生較大變量，同時(shí)氮含量大于氨氮總量。

2.2消除水樣混濁問(wèn)題

某水樣含有的氮成分總和為0.70mg/L，取樣容量設(shè)定為10毫升，將水樣放置在比色管進(jìn)行保存，在水樣存儲(chǔ)3天后，對(duì)水樣進(jìn)行稀釋、過(guò)濾等處理，再加入過(guò)硫酸鉀溶液5毫升，消解周期等待40分鐘，待溶液自然冷卻，進(jìn)行搖勻操作。在冷卻的溶液中，添加容量為1毫升的鹽酸，再使用蒸餾水對(duì)溶液進(jìn)行稀釋處理，在稀釋至25毫升后，進(jìn)行溶液充分混合。分別在220納米、275納米兩個(gè)波長(zhǎng)下，進(jìn)行樣品吸光表現(xiàn)記錄，以此測(cè)算總氮成分，測(cè)定結(jié)果如下：

（1）水樣1：220納米記錄結(jié)果為0.253;275位置吸光表現(xiàn)記錄結(jié)果為0.061;總氮成分為0.68mg/L。

（2）水樣2：220納米記錄結(jié)果為0.188;275位置吸光表現(xiàn)記錄結(jié)果為0.027;總氮成分為0.65mg/L。

（3）水樣3：220納米記錄結(jié)果為0.210;275位置吸光表現(xiàn)記錄結(jié)果為0.019;總氮成分為0.70mg/L。

其中水樣1為10毫升水樣，水樣2在水樣1的基礎(chǔ)上添加了2倍水，水樣3為過(guò)濾液。

實(shí)驗(yàn)原理為：使用過(guò)硫酸鉀轉(zhuǎn)化水樣中的含氮物質(zhì)，由此獲得硝酸鹽;硝酸根離子在被吸收時(shí)，要求波長(zhǎng)位置達(dá)到220納米，倘若硝酸根離子處于220納米的波長(zhǎng)位置，將不會(huì)發(fā)生離子損失。因此，在220納米、275納米兩個(gè)波長(zhǎng)，進(jìn)行吸光度測(cè)量，能夠準(zhǔn)確獲取硝酸鹽占比情況。

檢測(cè)分析：在水樣未過(guò)濾時(shí)，水樣中含氮物質(zhì)成分較高，由此說(shuō)明水樣消解不完全，對(duì)水樣成分中有機(jī)物測(cè)定形成了不利作用，引起總氮測(cè)定結(jié)果不大于氨氮的情況;然而，過(guò)濾完成的水樣，能夠有效回避水樣混濁形成的檢測(cè)干擾問(wèn)題。因此，在進(jìn)行水樣檢測(cè)，有必要積極開展水樣過(guò)濾，提升水樣測(cè)量結(jié)果的真實(shí)性[1]。

2.3加強(qiáng)樣品處理

結(jié)合樣品采集、樣品運(yùn)輸、樣品保存產(chǎn)生的誤差影響，檢測(cè)單位需及時(shí)制定樣品處理標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)樣品管理，盡可能地減少樣品處理偏差問(wèn)題，保障檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性。

2.4加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境控制

在檢測(cè)水樣時(shí)，盡可能選擇空氣環(huán)境含氮成分較少的地區(qū)，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)室中添加氮成分自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，動(dòng)態(tài)獲取實(shí)驗(yàn)室空間一周內(nèi)的含氮變化情況，選擇含氮量較少的時(shí)候，進(jìn)行總氮、氨氮成分檢測(cè)，以最大化減少實(shí)驗(yàn)環(huán)境帶來(lái)的影響。

2.5玻璃器皿的洗滌

按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，實(shí)驗(yàn)過(guò)程所使用的的玻璃器皿和高壓滅菌器等均應(yīng)無(wú)氮污染，實(shí)驗(yàn)中所使用的玻璃器皿應(yīng)用（1+9）的鹽酸溶液或（1+35）的硫酸溶液浸泡，用自來(lái)水沖洗后再用無(wú)氨水沖洗數(shù)次，洗凈后立即使用。高壓蒸汽滅菌器應(yīng)每周清洗。

2.6實(shí)驗(yàn)方法引入的誤差

通過(guò)認(rèn)真的分析和大量的實(shí)驗(yàn)，總氮測(cè)定在消解過(guò)程中，在堿性介質(zhì)條件下，氨氮會(huì)以氨氣形式逸散在比色管的氣相中，建議使用密封性更好的螺紋比色管，防止氣體揮發(fā)，并在消解后趁熱對(duì)水樣進(jìn)行搖勻處理，保證樣品回收率。

2.7合理控制水樣存放時(shí)間

為消除水樣存放時(shí)在厭氧、好氧各環(huán)境中反應(yīng)影響，需采取現(xiàn)采現(xiàn)測(cè)方式，以期獲取較為真實(shí)的水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果，減少環(huán)境對(duì)水樣成分產(chǎn)生的影響，維護(hù)水質(zhì)評(píng)價(jià)的真實(shí)性。如果有必要進(jìn)行水樣保存，取回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)，需控制保存時(shí)間在3天內(nèi)，以期獲取較為真實(shí)的水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果。

結(jié)論：綜上所述，在水樣質(zhì)量檢測(cè)期間，倘若檢測(cè)環(huán)境中含有堿性介質(zhì)，此時(shí)氨氮會(huì)轉(zhuǎn)化成氨氣，經(jīng)消解管排出，如此減少了總氮含量。因此，在水樣檢測(cè)時(shí)，會(huì)發(fā)生氨氮總量超標(biāo)情況，總氮實(shí)測(cè)結(jié)果不大于氨氮占比。為此，采取消解溶量控制、增加消解時(shí)間，以此增強(qiáng)氨氮轉(zhuǎn)化效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉劍波.解析水環(huán)境檢測(cè)中總氮和氨氮關(guān)系[J].華東科技（綜合），2019（8）：0396.