焦化废水氨氮快速检测方法研究

谭学茭

(四川省工业环境监测研究院,四川成都610042)



焦化废水氨氮快速检测方法研究

谭学茭

(四川省工业环境监测研究院,四川成都610042)

摘 要:针对焦化废水氨氮含量的快速测定方法进行了研究,采用美国哈希DR2700快速测定仪对水样中氨氮含量进行测定,同时将测定结果与纳氏试剂分光光度法测得的结果进行比较,结果表明:采用哈希快速测定仪测出的结果具有较好的精确度和准确度,同时该方法检出限大,操作简单,可以较好的应用于实际工业生产中。

关键词:焦化废水;氨氮;快速测定

1 引言

焦化废水中的氨氦(NH3-N)以游离氨(NH3)或铵盐(NH4)形式存在于水中,当PH值高时,游离氨的比例高,反之铵盐的比例高。高含量氨氮污水排入受纳水体,会造成水体的富营养化,严重时会使水体内某些藻类恶性繁殖。随着我国焦化废水处理工艺的改造,在采用硝化一反硝化(A—A—O)生物脱氮工艺后,焦化废水中的氨氮含量大幅度降低,原来的碱滴定测氨氮的方法已无法满足生产的要求。2001年7月,焦化废水氨氮的测定方法改为与GB/T7479-1987等效的纳氏试剂光度法。

纳氏试剂光度法因具有简便、快速、准确等优点[1],广泛应用于环境监测和相关行业,为测定水和废水中氨氮的首选方法。它不仅是经典的分析方法,同样也是国家标准方法[2～3]。但该法的不足之处是试样取量大,产生较多的实验废液;其次是使用剧毒的汞盐,对环境产生很大的危害。这与当今社会大力提倡的清洁分析、清洁操作[4]的要求不相适应。

近年来,随着监测技术的进步,快速测定仪的应用越来越广泛,因此,在充分考虑目前现场污染物监测的特点和需求的基础上,选用美国哈希(HACH)DR2700快速测定仪对焦化废水氨氮含量进行测定,并与环保行业标准方法(纳氏试剂分光光度法)的测定结果进行对比,结果表明该方法结果精确,稳定度高,且大量减少了实验废液的产生和纳氏试剂的用量,经济效益和环境效益相当显著。

2 实验

2.1 实验仪器及试剂

美国哈希DR2700快速测定仪,美国哈希氨氮预装混合试剂比色管(量程1mg/L～50mg/L)。

1.00mg/m L氨氮标准贮备液; 10.00μg/m L氨氮标准使用液;氯化铵、酒石酸钾钠、纳氏试剂。

5％硫代硫酸钠溶液,淀粉-碘化钾试纸。

硫酸锌溶液(ZnSO4·7H2Oρ=100g/ L),氢氧化钠溶液(NaOHρ=200g/L)。

2.2 实验方法

2.2.1 水样预处理

焦化废水中污染物种类繁多且水样浊度较高,为确保测定结果的准确性,需要对废水水样进行预处理。

(1)去除余氯:加入适量的硫代硫酸钠溶液去除至用淀粉到碘化钾试纸检验不出余氯为止。

(2)去除悬浮物:加入1ml硫酸锌溶液(ZnSO4·7H2Oρ=100g/L)和0.1ml～0.2ml氢氧化钠溶液(NaOHρ=200g/L),调节p H约为10.5,混匀,放置使之沉淀,离心后取上清液待测。

2.2.2 测定方法

行标分光光度法:参照水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法(HJ535-2009)[3]。

快速测定仪法:在哈希氨氮预装混合试剂比色管中加入2 ml水样(空白用2 ml蒸馏水代替水样),按要求加入试剂包粉末,混匀,显色20 min,使用DR2700分光光度计,在波长690nm处以试剂空白作参比,记录吸光度值。用氨氮标准溶液配制标准系列,按样品显色的相同步骤操作,绘制标准曲线,计算样品中氨氮含量。

3 结果与讨论

3.1 标准曲线绘制

配制氨氮浓度为1 mg/L,2 mg/L,3 mg/L,4 mg/L,5 mg/L,10 mg/L,20 mg/L, 30 mg/L,40 mg/L,50 mg/L的系列氨氮标准溶液分别以行标法和快速测定仪法测定其吸光度,绘制吸光度对氨氮浓度值的标准曲线,进行比较,结果见图1。

由图1的标准曲线分析可知,相较于快速测定仪法,行标法具有更好的灵敏度,对于极小范围内的氨氮浓度变化,行标法均能测得明显的吸光度变化。从线性区间来看,从图1中不难看出行标法的线性范围较快速测定仪法的线性范围更窄,标准曲线在浓度越高时偏离越大,而快速测定仪法的标准曲线在高浓度时(30mg/L～50mg/L)也未发生明显偏离。使用快速测定仪法所制得的标准曲线,具有良好的线性相关性,R2值达到了0.999 7,而在全浓度范围内(1mg/L～50mg/L),行标法测得的标准曲线线性相关性不理想,仅在氨氮浓度小于5mg/L的范围内具有理想的线性相关性(见图2所示,R2值为0.999 2)。由此概之,使用哈希DR2700快速测定仪绘制的氨氮-吸光度标准曲线线性范围更广,线性相关性好,能避免用行标法测定高浓度水样时稀释水样的繁琐程序。

图1　氨氮-吸光度标准曲线

图2　行标法氨氮-吸光度标准曲线(低浓度)

3.2 精密度对比

分别用两种方法对氨氮标准样品进行重复性实验(n=3),结果见表2。

表2　行标法与快速测定仪法氨氮测定结果精密度对比

由表1可见行标法和快速测定仪法的精密度都能符合国标质控要求,精密度较高。但是,低氨氮浓度范围内,行标法的精密度要高于快速测定仪法。当样品氨氮浓度较高时,快速测定仪法测定值的标准偏差更小,有更好的精密度。

3.3 准确度对比

分别用两种方法对实际水样进行重复性实验(n=3),结果见表3。

表3　行标法与快速测定仪法对加标回收样品氨氮测定结果准确度对比

应用国标法和快速测定仪法做加标回收实验所得的回收率分别为97％～121％和97％～102％,回收率较好。其中,在氨氮浓度较高时,行标法回收率达到121％,不能满足技术规范要求,而快速测定仪法的回收率在氨氮浓度较高时,仍能达到101％,依然符合方法质量保证要求,说明快速测定仪法的准确度不论在氨氮浓度高低均能达到监测技术规范的要求。

4 结论

与传统的国标法相比,应用哈希DR2700快速测定仪测定水样中氨氮含量的方法具有线性范围宽的特点,不仅能够适用于低浓度氨氮的测定,在含高浓度氨氮的水样测定中也能保持良好的精密度和准确度。其标准曲线,精密度和准确度(回收率)均能达到相关要求,符合监测技术规范,结果重现性好。同时,使用快速测定仪测定水样中氨氮可以减小试剂的用量,通过减小银盐、汞盐等的用量而有效避免二次污染问题,适用于快速批量样品分析。综上所述,使用哈希DR2700快速测定仪测定水样中氨氮含量是一种高效,可靠的方法,有广泛应用于废水氨氮快速测定的前景。

参考文献:

[1] 国家环境保护总局.水和废水监测分析方法[M].北京:中国环境科学出版社,2002.276 -279.

[2] 韩莹,郑清林,李东明,等.便携式快速水质检测仪测定生活用水中的氨氮[J].现代仪器, 2009,15(5):56-57,60.

[3] 环境保护部.HJ 535-2009水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法[S].北京:中国环境出版社,2009.

信息

Research of Rapid Detection Method of Ammonia Nitrogen in Coking Waste Water

TAN Xue-jiao
(SichuanProvince Academy of Industrial Environmental Monitoring,Chengdu 610042,Sichuan,China)

Abstract:The paper based on a fast analyzer and rapid determination of ammonia-nitrogen in coking waste water,use the HACH DR2700 analyzer to determine the ammonia nitrogen content in water samples,and compared with the environmental standard Nessler spectrophotometry method obtain satisfactory results.The results show that:the HACH analyzer had features of wide linear range,it also maintained a good precision and accuracy in water samples containing high concentrations of ammonia-nitrogen.

Key words:coking waste water;ammonia-nitrogen;rapid determination

作者简介:谭学茭,助理工程师,主要从事节能环保工作。

文章编号:1001-5108(2016)01-0076-04

中图分类号:O657

文献标识码:A