自动氨氮测定仪在水质分析中的研究与应用

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(1.重庆理工大学 化学化工学院 ， 重庆 巴南 400054 ； 2.中国石化 中原油田普光分公司 ， 四川 达州 637156)

自动氨氮测定仪在水质分析中的研究与应用

张成伟1，夏莉2，金河2

(1.重庆理工大学 化学化工学院 ， 重庆 巴南 400054 ； 2.中国石化 中原油田普光分公司 ， 四川 达州 637156)

通过实验分析，自动氨氮分析仪的工作曲线线性、方法检出限、准确度和精密度满足环境监测以及行业机械标准的要求。仪器法可以代替蒸馏中和滴定法、传统纳氏试剂法对水质氨氮含量进行检测，满足生产的实际需要，可以广泛应用及推广。

自动氨氮分析仪 ； 方法检出限 ； 精密度 ； 准确度

0 前言

普光天然气净化厂因水质差异，氨氮的测定方法也不尽相同，地表水、生活饮用水、循环水采用纳氏试剂分光光度法，污水处理场外排水、雨水监控池、联合装置汽提净化水等采用蒸馏中和滴定法。蒸馏—中和滴定法具有操作简单、费时较长的特点。纳氏试剂法具有简便、快速、准确等优点。传统的纳氏试剂法具有前处理复杂、费时、试剂毒性较大，不利于大量样品的测定[3，5]。随着环境监测工作的重要性以及工作量的增大，采用快速、有效、准确度高的仪器法测定水质氨氮引起了人们越来越多的关注。

1 实验部分

1.1原理

纳氏试剂分光光度法的原理是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420 nm处测量吸光度[4]。根据氨氮标准曲线，求得水溶液中氨氮含量。

1.2仪器和试剂

SK-200BZ型自动氨氮自动分析仪北京商河科兴仪器科技有限公司生产，采用HJ535-2009纳氏试剂分光光度法和流动注射分析技术测量氨氮含量。

试剂：氨氮标准溶液500 mg/L(国家环保部标准样品研究所)，使用前稀释到10.0 mg/L；硼酸溶液0.5%；氢氧化钠溶液4%；硼酸溶液0.5%；氢氧化钠溶液0.4%；碘化钾溶液6%；纳氏试剂，由碘化汞、碘化钾、氢氧化钠配制。

1.3标准曲线的绘制

氨氮标准溶液10 mg/L，仪器可将标准溶液自动稀释到0、0.05、1、2、5、8 mg/L，测定不同浓度的吸光度。以质量浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标绘制标准曲线。测定数据如图1所示。工作准曲线方程为y=0.084 3x-0.007 4，线性相关系数R2=0.999 2。

图1 标准曲线的绘制

1.4样品的制备与保存

水样采集在聚乙烯瓶或玻璃瓶内，要尽快分析。如需保存，应加硫酸使试样酸化至pH值<2且在温度2～5 ℃下可保存7 d。

2 样品的预处理

①水样色度和浑浊度高，悬浮物含量高。取水样250 mL，加入2 mL硫酸锌溶液，再加入0.5～1.0 mL氢氧化钠溶液，使pH值在10.5左右，再经离心除去颜色和浑浊等干扰，取上清液备用。②水样加入显色剂纳氏试剂后，出现乳白色或是白色絮状物，无法进行显色比对。水体中常见金属离子有Ca2+、Mg2+、Fe3+等，若含量较高,易与纳氏试剂中OH-或I-反应生成沉淀或浑浊，影响比色。加入酒石酸钾钠掩蔽金属离子，金属离子和酒石酸钾钠生成沉淀，离心分离取上清液。如果无法消除影响，则逐渐加大剂量。

3 结果与讨论

3.1仪器检出限

通过分析一个零浓度的物质(超纯水)计算得到，连续重复测试≥6次，仪器检出限采用实际获得的检出限。SK-200BZ型全自动氨氮自动分析检出限为0.02 mg/L，可以满足低浓度样品的检测要求。试验结果显示：测量超纯水计算出的检出限值为0.019 mg/L，低于纳氏试剂法的检出限0.025 mg/L，并且符合行业标准JB/T11938-2014对仪器检出限≤ 0.020 mg/L的要求。

表1 仪器检出限测定数据

3.2仪器精密度和准确度

分别用质量浓度为1.500 0、3.000 0、5.000 0、7.000 0的标准溶液检测仪器的精密度和准确度，测定数据见表2。从表2中可以看出，当标准溶液浓度>1 mg/L，仪器准确度≤5%，精密度≤3%。满足机械行业标准JB/T11938-2014《实验室氨氮自动分析仪纳氏试剂分光光度法》。在水样不稀释的条件下，检测上限由2 mg/L提升为10 mg/L。

表2 仪器精密度和准确度

3.3样品加标回收率

相同的样品取两份，其中一份加入定量的待测成分标准物质；两份同时按相同的分析步骤分析，加标的一份所得的结果减去未加标一份所得的结果，其差值同加入标准物质的理论值之比即为样品加标回收率。加标回收率实验如表3所示。由表3可知，结果仪器法测定水质氨氮能够获得很好的回收率，进一步确认了仪器的准确性。

表3 样品回收率

3.4现场应用效果

采用蒸馏中和滴定法测定污水，传统纳氏试剂法测定地表水、循环水，采用自动氨氮测定仪测定不同水质，对比数据见表4。从对比数据可以看出仪器法与蒸馏中和滴定法、传统纳氏试剂法测定数据误差较小。

表4 对比数据

4 结论

通过实验分析，得到以下结论：①全自动氨氮自动测定仪在曲线线性、检出限、精密度和准确度等方面能够满足环境标准和机械行业标准的要求。②蒸馏—中和法测定水质氨氮需要用时40 min左右，仪器法仅仅只需要10 min，即可完成样品的测定。如果样品氨氮含量较高，超过曲线的线性范围，全自动氨氮测定仪可以自动稀释。仪器法具有简单、快速、准确测定水质氨氮的特点，可以大大减少操作人员的劳动强度。③全自动氨氮测定仪使用的纳氏试剂只在仪器的密闭管道中运行，减少了实验操作中汞对人体的危害，在日常的环境监测工作中能够能到广泛的应用推广。④仪器法可以代替蒸馏中和滴定法、传统纳氏试剂法对水质氨氮含量进行检测，满足生产的实际需要。

[1] 吴基荣,毛红艳.高含硫天然气净化新工艺技术在普光气田的应用[J].天然气工业,2011,31(5):99-102.

[2] 卢智华,王丽军,李晓建,等.环境对氨氮空白结果影响的研究[J].轻工科技,2013(7):136.

[3] 武红霞,刘裕明.氨氮对城市污水回用于循环冷却水系统的影响[J].工业水处理,2004,24(10):30-32.

[4] 林根仙,何 蓉,郭俊文.氨氮对循环冷却水系统的危害与对策[J].工业水处理,2006,26(5):82-84.

[5] 罗俊玲.纳氏试剂分光光度法测定水中氨氮的分析体系优化[D].西安：西北大学,2015.

O657.32

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1003-3467(2017)11-0048-02

2017-08-26

张成伟(1984-)，男，讲师，从事污染物分析、流体控制等方面的研究工作，电话：15736162910。