两种方法测定污水中总氮氨氮含量的研究

两种方法测定污水中总氮氨氮含量的研究

周强

瑞安市城市供水水质监测有限公司 325200

摘要：检测污水中氨氮和总氮的方法较多，常用的方法有分光光度法和气相分子吸收光谱法，经过实验比较研究发现，使用气相分子吸收光谱法监测污水中的氨氮、总氮是更加一种便捷、可靠的方法。

关键词：污水检测、总氮、氨氮、气相分子吸收光谱法、分光光度法

在污水检测中，氨氮和总氮是监测中的两个重要指标。从理论上讲，水体中的总氮含量应该大于氨氮含量。但在实际检测中，特别对于污水中氨氮是总氮的主要构成成分时，利用分光光度法检测污水中的氨氮和总氮，检测出来的数据时常会出现总氮含量小于氨氮含量的异常情况。

气相分子吸收光谱法一种简便、快速的分析手段，是基于被测成分所分解成的气体对光的吸收强度与被测成分浓度的关系遵守光吸收定律这一原则来进行定量测定的。相比较传统的分光光度法，气相分子吸收光谱法的检测精度高，而且检测下限低，不受水中杂质和颜色的干扰。本文选定气相分子吸收光谱法和紫外分光光度法两种检测方法，就测定污水中总氮氨氮含量的测定进行比较与分析。

1、方法与仪器

1.1、方法依据

《水质 氨氮的测定 纳氏试剂分光光度法》(HJ 535-2009)以游离态的氨或铵离子等形式存在的氨氮与纳氏试剂反应生成淡红棕色络合物，该络合物的吸光度与氨氮含量成正比，于波长420nm处测量吸光度。

《水质 总氮的从测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》(HJ 636-2012)在120℃下，碱性过硫酸钾使样品中含氮化合物的氮转化为硝酸盐，采用紫外分光光度法于波长220nm和275nm处分别测定吸光度，校正吸光度A=A220-2A275与总氮含量成正比。

《水质 氨氮的测定 气相分子吸收光谱法》(HJ/T 195-2005)水样在2%-3%酸性介质中，加入乙醇-盐酸试剂除去亚硝酸盐氮等干扰后，用次溴酸盐氧化剂将氨及铵盐氧化成等量的亚硝酸盐，以亚硝酸盐的形式采用气相分子吸收光谱法测定氨氮的含量。

《水质 总氮的测定 气相分子吸收光谱法》(HJ/T 199-2005)在碱性过硫酸钾溶液中，在120℃下将水样中氨、铵盐、亚硝酸盐以及大部分有机氮化合物氧化成硝酸盐，以硝酸盐氮的形式采用气相分子吸收光谱法进行总氮的测定。

1.2、仪器

气相分子吸收光谱仪 上海北裕GMA 460

紫外分光光度计 PE Lambda25

2、试剂与实验步骤

2.1、标准试剂

氨氮：氨氮标准溶液：500mg/L；环境标准样品：7.68±0.35 mg/L；

总氮：硝酸盐标准溶液：500mg/L；环境标准样品：6.33±0.33 mg/L。

2.2、气相分子吸收光谱仪标准曲线的配制

氨氮曲线：配制浓度为2.00 mg/L的氨氮标准溶液使用液。气相分子吸收光谱仪自动稀释成0.00、0.10、0.20、0.40、1.00、2.00mg/L，共6个浓度点进行测试。

总氮曲线：配制浓度为5.00 mg/L的硝酸盐标准溶液使用液。气相分子吸收光谱仪自动稀释成0.00、0.125、0.25、0.50、1.00、2.50、5.00mg/L，共7个浓度点进行测试。

2.3、紫外分光光度计标准曲线的配制

氨氮曲线：配制浓度为10.00 mg/L的氨氮标准溶液使用液。分别移取0、0.50、1.00、2.00、5.00、10.00ml至50ml比色管，用超纯水稀释至标线，配制成浓度分别为0.00、0.10、0.20、0.40、1.00、2.00mg/L，共6个浓度点。

总氮曲线：配制浓度为10.00 mg/L的硝酸盐标准溶液使用液。分别移取0、0.20、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00ml至10.00ml比色管，用超纯水稀释至标线，配制成浓度分别为0.00、0.20、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00mg/L，共7个浓度点进行测试标准曲线。

2.4、实验步骤

2.4.1、气相分子吸收光谱仪测试过程

氨氮试验：按照HJ/T 195-2005标准进行检测

总氮试验： 按照HJ/T 199-2005标准进行检测

2.4.2、紫外分光光度计测试过程

氨氮试验：按照HJ535-2009标准进行检测

总氮试验：按照HJ636-2012标准进行检测

3、实验与结果

3.1、标准曲线、线性及范围

分别用气相分子吸收光谱仪与紫外分光光度计测试氨氮与总氮的标准曲线，测试情况如表1和表2。气相分子吸收光谱仪与紫外分光光度计测试标准曲线的线性相关系数均大于0.999，线性范围接近，方法检出限相同，分光光度法的曲线灵敏度比气相分子吸收光谱法更高一些。

表1测试氨氮标准曲线

表2测试总氮标准曲线

3.2、标准曲线、线性及范围

分别用气相分子吸收光谱仪与紫外分光光度计测试氨氮与总氮的环境标准样品各6次，精密度与准确度如表3。对同一质控样，两种方法的测试结果均符合证书要求，标准偏差范围在0.36%-1.21%之间。

表3测试标准试样的精密度与准确度

3.3、污水样品的加标回收率

在250ml容量瓶中加入0.8ml的氨氮标准液（500mg/L），用不同浓度的污水定容，按上述处理方法分别用两台仪器进行氨氮和总氮的检测，测试结果如表4和表5。气相分子吸收光谱法在氨氮项目上的污水加标回收率在96.7%-104.4%之间，在总氮项目上的污水加标回收率在97.1%-104.6%之间，而紫外分光光度法在氨氮项目上的污水加标回收率在78.9%-120.1%之间，在总氮项目上的污水加标回收率在77.9%-104.1%之间。

表4 气相分子吸收光谱仪的污水加标回收率

表5 紫外分光光度计的污水加标回收率

4、结论与建议

两种方法进行一系列的测试结果表明：线性相关系数、方法检出限均接近，标准曲线完全满足相关规定；测试质控样的精密度、准确度均能达到相关方法的要求；但在污水测试方面，两种方法下的总氮指标结果表现得较为接近，氨氮指标由于线性范围较小，高浓度的水样需经过稀释，而稀释倍数会将误差放大从而导致结果差异更为显著。分光光度法在加标回收率方面存在明显偏离值，且各别水样的检测结果会出现氨氮值大于总氮值的情况，气相分子吸收光谱法则表现的更为稳定。

污水中成分复杂，常常游离着大量的金属离子和非金属离子对氨氮实验造成干扰，因此分光法需要对水样进行预处理才能进行准确测定。相对而言气相分子吸收法将氨转化为一氧化氮气体从而从水体中脱离出来，减轻了水体中的大量干扰。

总氮方面，当污水中氨氮是总氮的主要构成成分时，预处理过程中碱性过硫酸钾高温高压消解总氮时，在消解初期产生的氨集于消解管中，若未充分包扎消解管或者从高压灭菌锅取出消解管时未使氨充分溶于消解液中，很容易造成氨的逸出损失。

使用气相分子吸收光谱法监测污水中氨氮、总氮时无需复杂的前处理，也不涉及有毒试剂，降低了对分析人员和环境的不利影响，故使用气相分子吸收光谱法监测生活污水中的氨氮、总氮是一种便捷、可靠的方法。

参考文献