監(jiān)測地表水中氨氮時兩種預(yù)處理方法的比對

徐 婷

（晉中市水文水資源勘測站 山西晉中 030600）

0 引言

為了踐行“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念，打好一場藍(lán)天、碧水、凈土保衛(wèi)戰(zhàn)，加強(qiáng)水環(huán)境監(jiān)測刻不容緩。氨氮是水環(huán)境監(jiān)測的一項重要指標(biāo)。地表水中氨氮含量過高，會污染水體甚至導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，還會阻礙水生生物的正常生長。氨氮是指以游離態(tài)的氨（NH3）和銨離子（NH4+）形式存在的氨[1]。多數(shù)情況下，水環(huán)境監(jiān)測中采用國家標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì)氨氮的測定納氏試劑分光光度法》（HJ 535-2009）來測定水中氨氮的含量。基本原理是，水體中的NH3和NH4+與納氏試劑反應(yīng)生成一種淡紅棕色的絡(luò)合物，生成的絡(luò)合物吸光度與氨氮的含量成正比。因此，測量該絡(luò)合物的吸光度值就可以計算出水中氨氮的含量。但是，實際測量過程中，會存在一些渾濁或有顏色的水樣，這對氨氮測定造成了很大的干擾，因此我們需要對此種水樣進(jìn)行預(yù)處理。在國家標(biāo)準(zhǔn)HJ 535-2009 的干擾及消除這一項中指出，若水樣渾濁或有顏色時可用絮凝沉淀法處理[2]?！端蛷U水監(jiān)測分析方法》（第四版）一書中提到，地表水中存在懸浮物使水體渾濁或使水體著色，影響水生生物的呼吸和代謝，嚴(yán)重時還會造成河道阻塞。而懸浮物是指不能通過孔徑為0.45 μm 濾膜的固體物。因此，我們嘗試用0.45 μm 濾膜過濾水樣，與上述絮凝沉淀法進(jìn)行對比，找到更加準(zhǔn)確、簡便、快捷的方法來處理水樣。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

紫外及可見分光光度計：L3S 型，上海儀電分析儀器有限公司；

氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液：500 mg/L，編號為170363，水利部水環(huán)境監(jiān)測評價研究中心；

氨氮標(biāo)準(zhǔn)使用液：10 μg/mL，由上述編號為170363的氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液現(xiàn)場配制；

50%的酒石酸鉀鈉溶液、氨氮試劑：天津傲然精細(xì)化工研究所；

ZnSO4溶液：100 g/L；

NaOH 溶液：250 g/L；

濾膜：0.45 μm，常德比克曼生物科技有限公司；

實驗所用試劑均為分析純；

實驗過程中均采用無氨水進(jìn)行配制和稀釋。

1.2 樣品預(yù)處理方法

方法1：往100 mL 樣品中加入1 mL ZnSO4溶液和0.1～0.2 mL NaOH 溶液，調(diào)節(jié)pH 約為10.5，將混合液放置并沉淀，傾取其上清液以待分析。

方法2：以0.45 μm 濾膜過濾水樣后進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 繪制校準(zhǔn)曲線

在50 mL 具塞比色管中，分別加入0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00 和10.00 mL 的氨氮標(biāo)準(zhǔn)使用液，加水稀釋至刻線。先加入50%的酒石酸鉀鈉溶液1.0mL，搖勻。然后，加入1.0 mL 氨氮試劑，再搖勻。靜置10 min后，將波長設(shè)定在420 nm 處，取20 mm 比色皿，用無氨水作為參比溶液，測定標(biāo)準(zhǔn)樣品的吸光度。將空白校正后的吸光度設(shè)為縱坐標(biāo)，對應(yīng)的氨氮含量設(shè)為橫坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線，得到回歸方程為y=0.069 1x-0.0035，r=0.999 9。

2.2 測定標(biāo)準(zhǔn)樣品

氨氮標(biāo)準(zhǔn)樣品（編號2005151，生態(tài)環(huán)境部環(huán)境發(fā)展中心環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所）按照證書稀釋方法（移取10.00 mL 至250 mL 容量瓶中定容）的標(biāo)準(zhǔn)值為2.59±0.19 mg/L。但由于上述氨氮標(biāo)準(zhǔn)值超過了曲線范圍，所以我們從安瓿瓶中準(zhǔn)確移取10.00 mL 至500 mL容量瓶中，用無氨水定容至標(biāo)線。將得到的測定結(jié)果均乘以2，記為標(biāo)準(zhǔn)樣品1；從安瓿瓶中準(zhǔn)確移取氨氮標(biāo)準(zhǔn)樣品（編號190432，水利部水環(huán)境監(jiān)測評價研究中心）10.00 mL 于500 mL 容量瓶中，用無氨水定容至標(biāo)線。氨氮標(biāo)準(zhǔn)值為0.377±0.019 mg/L，記為標(biāo)準(zhǔn)樣品2。采用1.2 中的兩種方法分別對標(biāo)準(zhǔn)樣品1 和標(biāo)準(zhǔn)樣品2 進(jìn)行預(yù)處理，并對樣品進(jìn)行2 次平行測定。上述標(biāo)準(zhǔn)樣品的測定結(jié)果詳見表1、表2。

表1 標(biāo)準(zhǔn)樣品1 測定結(jié)果

表2 標(biāo)準(zhǔn)樣品2 測定結(jié)果

從表1 可看出，采用方法1 和方法2 測得的標(biāo)準(zhǔn)樣品1 的平均值2.62 mg/L 和2.58 mg/L 均在標(biāo)準(zhǔn)值的不確定度范圍內(nèi)，兩種方法測得的與標(biāo)準(zhǔn)值的相對誤差1.2%和0.4%均符合《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》≤5%[3]的規(guī)定。

從表2 可看出，由方法1 和方法2 測得的標(biāo)準(zhǔn)樣品2 的平均值0.386 mg/L 和0.378 mg/L 均在標(biāo)準(zhǔn)值的不確定度范圍內(nèi)，兩種方法測得的與標(biāo)準(zhǔn)值的相對誤差2.4%和0.3%均符合《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》≤5%的規(guī)定。

所以，無論是高濃度還是低濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品，通過兩種預(yù)處理方法得到的標(biāo)準(zhǔn)值和相對誤差都是可靠的。

2.3 測定實際樣品

實際水樣取自黃河流域汾河干流義棠水文站基本斷面（以下簡稱義棠斷面）。義棠斷面的水樣長期渾濁且水樣顏色發(fā)黃，符合本實驗的測定要求。采用1.2中的絮凝沉淀法和濾膜法進(jìn)行預(yù)處理，并進(jìn)行2 次平行測定。測定結(jié)果詳見表3。

表3 實際樣品測定結(jié)果

實驗過程中，空白樣品也需要按照和實際水樣相同的步驟來進(jìn)行預(yù)處理。由表3 可知，對于義棠斷面的水樣，絮凝沉淀法和濾膜法測得的平均值差別不大，而室內(nèi)相對偏差分別為0.5%和0.3%，均符合《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》≤10%的規(guī)定。

2.4 測定加標(biāo)回收率

對義棠斷面的水樣進(jìn)行加標(biāo)回收實驗，加標(biāo)量為10.00 μg/mL。水樣分別按照上述兩種方法預(yù)處理后進(jìn)行加標(biāo)，得到的加標(biāo)回收率結(jié)果見表4，均符合《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》中加標(biāo)回收率的測定范圍。

表4 加標(biāo)回收率測定結(jié)果

3 結(jié)語

采用0.45 μm 濾膜對水樣預(yù)處理時，標(biāo)準(zhǔn)樣品的相對誤差、實際樣品的室內(nèi)相對偏差和加標(biāo)回收率都符合規(guī)范要求。此方法操作簡單，不用配制ZnSO4溶液和NaOH 溶液，能很好消除懸浮物對于渾濁水樣的干擾，準(zhǔn)確測定地表水中氨氮含量。因此，在今后的實驗中，我們可以采用0.45 μm 濾膜對渾濁水樣進(jìn)行預(yù)處理，既操作簡單，又提高氨氮檢測的效率和質(zhì)量，確保水環(huán)境監(jiān)測能滿足實際需要。