刍议水氨氮两种测定方法对比研究

刍议水氨氮两种测定方法对比研究

杨璐庄璐

宜兴市环境监测站214206

摘要：通过比对实验比较了气相分子吸收法和氏试剂光度法检测清洁地表水氨氮的差异。两个方法的结果存在一定差距，气相分子吸收法测定的氨氮数据略低于纳氏试剂光度法。气相分子吸收仪自动稀释法带来负偏差，纳氏试剂光度法易受浊度干扰而数据偏高。

关键词：氨氮；气相分子吸收光谱法；纳氏试剂分光光度法；地表水

氨氮（NH3-N）以游离氨（NH3）或铵盐（NH4+）形式存在于水中。水中氨氮的来源主要为生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物，某些工业废水，如焦化废水和合成氨化肥水，以及农田排水等。氨氮是地表水的水质评价的基本项目之一。在环境质量中是十分重要的[1]。

纳氏试剂分光光度法作为化学常规分析已经应用了20年，方法的制定很经典，一直被实验室广泛采用。但是由于该方法使用的纳氏试剂中含有毒物质碘化汞或氯化汞，近年来已有逐渐为其他方法取代的趋势。气相分子吸收法是一直新型方法，该方法具有准确度、精密度高，重现性好，检出限低，检测浓度范围大，自动进样，自动稀释，操作简单，样品和试剂消耗量小等特点。采用两种方法同时测定地表水以及标准样品中氨氮，通过统计学方法比较两种方法氨氮数据，研究两种方法的相关关系，并总结了两种方法的特点和影响因素，以期对地表水中氨氮检测工作提供指导和帮助。

1.实验方法

1.1.纳氏试剂分光光度法

纳氏试剂分光光度法是较为常用的方法，其主要原理是碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡棕红色胶态化合物，在420nm测定吸光度[3]。水样经过絮凝沉淀法，加入50mL比色管中，稀释至标线，加入1.0mL酒石酸钾纳溶液，混匀。加1.5mL纳氏试剂，混匀。放置20min后，在波长420nm处，用光程20mm比色皿，以水为参比，测量吸光度。

1.2气相分子吸收光谱法

水样在2%~3%酸性介质中，加入无水乙醇煮沸除去亚硝酸盐等干扰，用次溴酸盐氧化剂将氨及铵盐（0~50μg）氧化成等量亚硝酸盐，以亚硝酸盐氮的形式采用气相分子吸收光谱法测定氨氮。气相分子吸收光谱法是利用基态的气体分子能吸收特定紫外光谱的一种测量方法,其原理符合朗伯—比尔定律[4]。

2结果与讨论

2.1方法建立

纳氏试剂分光光度法校准曲线线性范围0.1~2.0mg/L，校正曲线线性相关系数r=0.9995，气相分子吸收光谱法校准曲线线性范围0.1~3.0mg/L，校正曲线线性相关系数r=0.9995。

纳氏试剂光度法的准确度在0.8%~1.9%之间，加标回收率在95%~104%之间，精密度在0.9%~2.7%之间。气相分子吸收的准确度在-3.5%~1.8%，加标回收率在97%~110%之间，精密度在1.0%~3.1%之间。

2.2两种方法比对

对两种分析方法的分析结果作出全面的比较和评价时，可以使用不同浓度的样品（高、中、低浓度都要有）用两种分析方法进行分析，然后将所得结果进行统计处理来比较和评价这两种分析方法的分析结果。研究中，随机选取了32个不同地表水样品，采用两种方法进行同时测定。气相分子吸收光谱法（以下简称气相分子法）为A方法，纳氏试剂分光光度法（以下简称纳氏法）为B方法。

2.2.1相关系数法

将同一个水样采用AB方法测定结果两两配对，A法数据设定为x值，B法数据设定为y值，利用相关系数法对数据进行处理，并利用统计学方法进行检验。通过相关系数ρ判断两种方法相关程度。一般情况下ρ越接近1，相关程度越好。

结果表明两种分析测定方法相关系数为ρ=0.9948＞=0.449。选取A法0~0.2mg/L（即气相分子吸收法10倍检出限以内的数据），范围内配对数据计算两个方法相关系数，ρ=0.0947＜=0.959

结果表明，

第一，在0~3.0mg/L浓度范围内，两种方法的数据存在系统误差，且气相分子法算术平均值低于纳氏法算术平均值。

第二，在0~0.2mg/L浓度范围内，两个方法的数据之间线性相关性很差。0~0.2mg/L浓度范围是两种测定方法10倍检出限以内，测量次数有限时，两种方法的测量数据准确度和精密度较差。表明在超低浓度范围（0~0.2mg/L）内两个方法的氨氮数据测定不确定较大。

2.3地表水氨氮测定干扰因素讨论

2.3.1地表水测定时常见问题

纳氏试剂光度法测定易受到水中浊度干扰[4]。特别是低浓度地表水测定时，取样量大，水中钙镁离子干扰更明显，1ml酒石酸钾钠无法完全消除钙镁离子干扰[5]。稀释法可消除浑浊或色度干扰，但对氨氮含量较低、色度或浊度较高的水样，易稀释误差。絮凝沉淀也可消除色度浊度、钙镁离子的干扰，但也带来负偏差[6]。

部分地表水样品氨氮浓度较高，需要稀释后测定，气相分子吸收光谱仪配备自动稀释仪，但自动稀释与人工稀释的数据存在偏差。

2.3.3两个方法适用性和特点讨论

对于超低浓度氨氮样品（浓度低于0.15mg/L），采用两种方法均难以准确测量，只能通过增加平行样品提高准确性。两个方法能满足中高浓度（浓度高于0.5mg/L）水样氨氮测定。在日常工作中，气相分子吸收法测定地表水氨氮快捷，效率高，二次污染少。在比对监测，或者超低浓度氨氮水样检测时，仍推荐使用纳氏法，普遍采用，可比性强，与历史数据可比较。

3结论

3.1建立了纳氏试剂分光光度法、气相分子吸收光谱法测定清洁地表水氨氮。

3.2运用统计学方法探究两个方法测定地表水氨氮的数据之间相关性，结果表明两个方法数据之间存在线性相关关系，但是存在系统误差，气相分子吸收法数据低于纳氏法。在超低浓度范围（0~0.2mg/L）内两个方法的氨氮数据测定不确定较大。

3.3纳氏试剂分光光度法受水中浊度影响而数据偏高，絮凝沉淀预处理去除浊度干扰，但是会使得氨氮数据偏低。气相分子吸收光谱法测定地表水是基本无干扰，但自动稀释使得结果偏低。

参考文献

[1]陆燕宁，柏松.氨氮标准样品测定中影响因素的探讨[J].化学分析计量，2007，16（6）：65-66.

[2]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法[M].第四版.北京：中国环境科学出版社，2002：276-277.

[3]HJ535-2009，水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法[S].

[4]HJ/T195-2005，水质氨氮的测定气相分子吸收光谱法[S].