气相分子吸收光谱法在测定辽阳市废污水总氮含量中的应用

景丽彬

(辽宁省辽阳水文局，辽宁 辽阳 111000)



气相分子吸收光谱法在测定辽阳市废污水总氮含量中的应用

景丽彬

(辽宁省辽阳水文局，辽宁 辽阳 111000)

采用气相分子吸收光谱法测定辽阳市废污水中的总氮。通过一系列试验研究，总氮标准曲线呈现良好的线性，相关系数在0.999 5以上，截距检验合格。标准样品和废污水的回收率均在90%～110%之间。测定同一浓度的标准样品和废污水，相对标准偏差为3.2%和2.2%，精密度高。为检验仪器的自动稀释功能，在设定不同稀释倍数的情况下，对样品进行了测定试验，试验表明，在一定稀释倍数下，测定结果无突出性差异。同时，在与化学法的比对试验中，结果也令人满意。本实验采用辽阳不同区域废污水样品，结果表明该方法具有良好的适用性和可行性。

气相分子吸光谱法；总氮；废污水；稀释倍数

辽阳市位于辽宁省中部，是沈阳经济区副中心城市，新兴的现代石化轻纺工业基地。废污水主要来自于辽阳石化公司和庆阳化工有限公司及其他一些小型生产厂矿。目前受辽宁省水环境监测中心监测的站点主要有18个，每季度分上下午各监测一次。由于各站点的排污量及污水处理状况不同，总氮的含量差别大，且由于各季度厂家的生产状况不同，相邻季度、年度的含量均没可比性。在引进气相分子吸收光谱仪前，一直采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法，该方法曲线最高点7.00 mg/L[1]，几乎排污站点的每个水样都需要稀释，且因为含量不确定，需要稀释多个。该方法操作复杂，需要120℃高压消解，浪费大量时间、人力，特别是由于稀释倍数多，人为操作的影响，导致结果的准确性降低。本试验采用气相分子吸收光谱法测定辽阳废污水中的总氮，从仪器参数设置、方法标准曲线、样品回收率、样品稀释倍数选择等放面均进行了验证。

1 方法原理

气相分子吸收光谱法的理论基础是是朗伯-比尔定律。气体分子再不受外界影响的情况下，通常处于相对稳定的状态，称之为基态气体分子。如果这些气体分子接受到测定波长的光辐射时，很容易产生相应的分子振动[2]。对于液体(如水样)样品的测定，其测定过程是将被测成分从液相分解成气体，用载气(空气)载入GPMAS仪器的测量系统测定吸光度；对于被测的流动气体样品，则在一定的压力下直接流入测量系统测定吸光度，然后测定已知浓度的标准溶液和标准气体的吸光度，进行比较而得出样品的测定结果。本试验是在120℃～124℃的碱性介质中，用过硫酸钾作氧化剂，将水样中的氨、铵盐和亚硝酸盐以及大部分的有机氮化合物氧化成硝酸盐，然后用硝酸盐氮的(四)气相分子吸收光谱法进行总氮的测定。[3]

2 实验过程

2.1 仪器与试剂

(1)GMA3376气相分子吸收光谱仪,配自动进样器和自动稀释器(上海北裕分析仪器股份有限公司)

(2)实验用水。本实验用水为无氨水。

(3)盐酸。优级纯。

(4)氧化剂。取一瓶粉末药品溶于400 ml盐酸溶液(盐酸：水=1:2)中，配置好的溶液常温下课保存7天(存放于棕色玻璃瓶中)。

(5)消解液。取一瓶粉末药品溶于400 ml去离子水中，本世纪可40℃加热助溶，配置好的溶液常温下可保存7 d(存放于棕色玻璃瓶中)。

(6)三氯化钛试剂。取100 ml盐酸溶液溶于300 ml三氯化钛溶液中。

(7)总氮标准使用液。吸取总氮标准溶液(100 mg/L)(购至国家标准物质中心)4.00 ml用无氨水稀释至100 ml容量瓶中，浓度为4.0 mg/L。

(8)仪器清洗液。4%NAOH溶液，称取40 gNAOH溶于1 000 ml无氨水中。

2.2 样品选取

(1)总氮标准样品。1.36 mg/L(购至国家标准物质中心)。吸取10 ml标准溶液，稀释至250 ml容量瓶中。

(2)辽阳市废污水样品6瓶(样品含量在10～40 mg/L之间)，加硫酸至pH<2。

2.3 试验方法

启动GMA3376气相分子吸收光谱仪，将稀释水、无氨水、氧化剂、消解液、三氯化钛试剂分别插入到各自的管路中，在操作界面首先点开测试项目设置， 在测试项目中选择总氮【在线消解(自动稀释)】，恢复默认参数，参数设置如表1，进入预热状态，大约30 min。预热后，点击设置样品和曲线，将标准空白和标准使用液设置到固定位置，在软件上输入质量浓度和位置，开始测量曲线，计算相关系数、斜率和截距。样品测定同标准曲线的测定，同时在稀释倍数的位置，输入不同的稀释倍数，最后根据标准曲线由仪器自动计算出结果。测试完毕后，点击快速清洗，然后点击总氮清洗，根据仪器提示，将清洗液插到相应的管路中，清洗时间大约30 min。

表1 仪器参数设置

3 结果与讨论

3.1 标准曲线

标准曲线的测定有两种方法。一种方法是手工配置标准系列，一种是直接放置标准使用液，有仪器自动稀释曲线系列。经过多次试验，在测定标准曲线时，该仪器自动稀释效果良好，且减少了操作和人工干扰。本次试验测定的曲线结果见表2.

表2 工作曲线

3.2 回收率和精密度

3.2.1 回收率的测定

按测定方法对同一浓度的标准样品和同一浓度的废污水样添加不同的标准溶液量，添加倍数为样品的0.5～3倍，分别进行回收率测定，标准样品和废污水样品测定结果均在90%～110%，符合水环境监测规范的要求，具体结果见表3。

3.2.2 精密度的测定

按测定方法对同一浓度的总氮标准样品(1.36 mg/L)和废污水样品分别进行测定5次，求得其相对标准偏差为3.2%和2.2%，符合水环境监测规范的要求，具体结果见表4。

表3 总氮回收率实验结果

表4 精密度试验结果

3.3 不同稀释倍数下结果的测定

为检验仪器在自动稀释功能上的测试效果，按测定方法对同一浓度的总氮标准样品(10.00 mg/L，由总氮标准溶液配制得来)、废污水样品，分别设定不同稀释倍数进行测定，具体结果见表5。

表5 不同稀释倍数下测定结果

由表5结果可以看出，在稀释倍数设定为20倍以下时，同一样品测定5次的结果，无明显差异，RSD分别为2.3%和2.4%，完全符合水环境监测规范的要求。在稀释倍数设定为20倍以上时，标准样品的测定结果与标准值已有相当大的差异，且结果明显偏大；而废污水样品的测定结果也与在20倍稀释倍数下的结果有了明显差异，可以认定为不准确。

3.4 本实验方法与化学法的比对试验

比对试验采用的方法是过硫酸钾消解紫外分光光度法。比对试验采用的样品为在辽阳市不同区域排污口采集的水样。结果见表6。

表6 气相分子吸收光谱法与化学法比对试验结果

由表6可以看出，化学法和本实验方法对同一种样品的测定结果无显著性差异。

4 结语

(1)与传统化学法相比，本实验用样品几乎无需预处理，分析操作过程非常简单，样品自动吸收，人为因素影响小，对不同样品的测定下，加标回收率和精密度均令人满意。

(2)本实验方法采用仪器具备自动稀释功能，标准曲线的配置简化，且测定结果良好。在稀释倍数设定为20倍以下时，标准样品和废污水样品的测定结果准确可靠，测定成分浓度范围广。

(3)比对试验表明，结果与化学法并无明显差异，可比性好。

[1]水利部水环境监测评价研究中心.水质分析方法标准汇编.2004：313-316.

[2]臧平安.气相分子光谱法简介.光谱与仪器.2000.

[3]莫怡玉,茅丽秋,吴卓智.碱性过硫酸钾氧化-气相分子吸收光谱法测定水中总氮;环境监测管理与技术.2010(04).

Determination of total nitrogen content of sewage in liaoyang apply Gas-phase molecular absorption spectrometry

JING Li-bin

(Liaoyang hydrology bureau of Liaoning province, Shenyang 111000,China)

Determination of total nitrogen content of sewage in liaoyang apply Gas-phase molecular absorption spectrometry. Through a series of experimental study, total nitrogen standard curve show a good linear, The correlation coefficient over 0.9995, intercept is up to the standards. Standard sample and sewage Average recovery between 90%～110%. Determination the same concentration of standard samples and sewage, Relative standard deviation is 3.2% and 2.2%, with high precision. To test instruments of the automatic dilution function , In the case of setting different dilution ratio, the sample was determined by experiment. Test shows that under certain diluted multiples, There were no prominent difference on the determination results. At the same time, In the comparison test with the chemical method, The results are satisfactory, this test used the different areas’ sewage in Liaoyang, The results show that the method has good applicability and feasibility.

Gas-phase molecular absorption spectrometry；Total nitrogen；useless sewage；Diluted multiples

2016-12-06

景丽彬(1985-)，女，辽宁抚顺人，工程师，主要从事水文水质监测工作。

X523

A

1004-1184(2017)02-0058-03