污水处理厂氨氮检测的分析与探讨

文_许爱红 康达环保水务有限公司

近年来，随着污水处理厂建设和运行规模的逐渐增加，污水处理厂已经成为水体氮循环系统的重要组成部分，承担着削减自然界中氨氮总量的重要任务，所以污水处理厂氨氮的检测不仅是污水处理厂稳定运行的需要，也是反映自然界环境水体氮削减量的依据。所以保证氨氮检测结果的准确性至关重要。

1 纳氏试剂分光光度法检测的原理及检测步骤

1.1 方法及原理

水中的游离态的氨或以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420nm 处测量吸光度。

1.2 分析步骤

直接移取50.00mL（或将原水稀释后取50.00mL）水样，加入酒石酸钾钠溶液以屏蔽钙镁离子的干扰，再加入纳氏试剂摇匀。放置10min，在420nm 波长下，用20mm 的玻璃比色皿，以水为参比，测量其吸光度。同时做一空白试验。

2 检测过程中应该注意的问题

2.1 实验室必须是无氨环境

氨是实验室常用的易挥发性试剂，检测氨氮时必须在无氨环境中进行，所以检测氨氮项目的实验室不能和做挥发酚、硝酸盐氮、石油类以及其他的氮化合物等分析项目同时混用，最好分开操作室检测，以免环境空气中存在氨而影响水样中氨氮的检测结果。

2.2 确保器皿洁净度

器皿的洁净度直接影响氨氮的检测结果，必须清洗干净。所有的比色管或者试剂瓶使用前要用1+9 的盐酸浸泡10 ～12h，再用自来水洗涤干净，以除去器皿上残留的其他化学物质。之后再用无氨水冲洗数次，控干备用。检测氨氮所用的器皿最好单独存放，专器皿专用，不要和其他检测项目的器皿混用，以免影响测试空白值和样品测定值。由于氨氮与纳氏试剂反应生成的是淡红棕色络合物，会附着在比色皿上，使用后的比色皿要清洗干净，必要时可以用3mol/L 的盐酸涮洗，确保检测结果的准确性。

2.3 正确选择和配制纳氏试剂

在国家环保部颁发的标准HJ535-2010 中，纳氏试剂的配制方法有两种：一是用氯化汞、碘化钾和氢氧化钾配制；另一种是用碘化钾、碘化汞和氢氧化钠配制。两种方法相同的地方是使用的试剂都含有汞，有毒性，所以配制时要注意做好防护，避免中毒。使用两种试剂测定的结果都符合质量要求，但两种方法也各有利弊。

第一种方法的优点是空白的吸光度相对较低，但配制过程比较复杂，碘化钾和氯化汞的配比直接影响分析方法的灵敏度和空白值得大小，配制过程中要特别注意碘化钾和氯化汞的配比，由于氯化汞在碘化钾中很不容易溶解，所以在配制时要特别注意，刚开始氯化汞加入量可以稍大，但保证可以完全溶解，以后逐渐减少加入量，分多次加入，以保证氯化汞充分溶解于碘化钾中。第一种方法的缺点是贮存时间短，一般有效期只有一个月。第二种方法配制的纳氏试剂空白较第一种方法高一些，但也可以满足质控要求，而且贮存期长，一般有效期为一年。而且在使用中，第一种方法配制的纳氏试剂加入量为1.5mL，第二种方法配制的纳氏试剂加入量是1mL，汞的消耗量相对高一些。综合以上分析，同时从环保的角度考虑，选择第二种方法配制的纳氏试剂比较好。

2.4 水样酸度对检测结果的影响

水样的pH 值对显色影响特别大。纳氏试剂的反应是在强碱环境下进行的。一般情况下污水处理厂的水样pH 值在6 ～9之间，因为纳氏试剂属于强碱性，所以检测前不需要调节酸碱度，就可以保证氨氮和纳氏试剂的反应在强碱环境下进行。直接加入纳氏试剂测定结果不受影响。但是，如果所检测样品不能立即检测，在采样过程中需要加入硫酸固定。在检测前就首先要调节样品的pH 在6 ～9 范围，然后再进行检测，如果直接检测，不调节pH 值，在强酸性条件下，加入纳氏试剂后，会瞬间产生红色沉淀，而不是棕红色的络合物，导致检测失败。

2.5 余氯对检测结果的影响

污水处理厂的消毒工艺有紫外线消毒、臭氧消毒、液氯消毒和二氧化氯消毒等。液氯因其成本低，工艺成熟，效率稳定可靠，是迄今为止最常用的消毒方法。液氯消毒是通过向水中投加液氯的方式对水进行消毒，所以在污水处理厂的排水中，会有一定的余氯存在，而余氯可以与氨反应生成氯胺或二氯胺，从而影响氨氮的测定。为了除去余氯的影响，可以在水样中加入硫代硫酸钠以消除干扰，也可以对水样进行蒸馏预处理，以保证测定的氨氮结果接近真实值。

2.6 有颜色的水样检测时会干扰比色

要对水样进行预处理，对于表色可以用絮凝沉淀法来消除其颜色。对于真色，要用蒸馏法进行预处理，由于蒸馏预处理的吸收液是2%的硼酸溶液，所以检测前要测定馏出液的pH 值。如果pH 值低于7，可用1mol/L 的氢氧化钠调节馏出液的pH值在7 ～9 之间，然后再进行检测，如果加入纳氏试剂后立即出现红色沉淀，说明样品的酸性还是比较高，还需要继续调节。但是馏出液的pH 值也不能太高，如果调得太高，待测水样中的氨氮可能会转化为氨气逸出，从而使检测结果偏低。

3 分析检测过程中出现的问题及解决的办法

3.1 空白值偏高

在多年的分析中，采用第一种方法配制的纳氏试剂，空白吸光度值大多在0.18 左右，最低0.13，最高0.25。空白值不同主要有4 个影响因素：①纯水的影响。标准规定试验用水是无氨水，但如果环境中存在有氨或铵盐通过其他途径进入试验用水中，就会使空白值偏高。所以要保证环境是无氨的，同时最好使用新制的无氨水。②试剂的影响。有时酒石酸钾钠纯度不够，铵盐含量较高，会导致空白值偏高。可以在配制时加少量的氢氧化钠煮沸，蒸发掉溶液的10%～30%，冷却后用超纯水定容到原体积。也可以直接更换酒石酸钾钠试剂。③纳氏试剂的配制方法不同。第一种方法配制的纳氏试剂空白值较第二种要低，但不同的方法配制的试剂加入量不相同，对实验结果影响不大，任选一种都可以满足检测需要。但第一种配制方法质控较第二种要好。④所用试管、移液管等玻璃仪器没有彻底清洗干净，带入污染。

3.2 加入纳氏试剂后水样变浑浊

加入纳氏试剂后水样变浑浊，主要有3 方面的原因：①水样中钙镁离子的存在，影响氨氮的测定。在国家环保部颁发的标准HJ535-2010 中已经明确指出，少量的钙镁离子可以通过酒石酸加纳屏蔽，但如果钙镁含量较高，加入纳氏试剂后溶液还是会变浑浊。而且浑浊程度和水样中氨氮的含量也有很大的关系。如果氨氮含量低，会出现微黄色浑浊液；如果氨氮含量高，会出现黄色或浅黄色浑浊液。此时，对于浓度高的水样可以通过稀释的方法消除干扰，对于浓度低的水样则需要蒸馏预处理，以排除干扰。②市售的酒石酸钾钠纯度不够，钙镁含量过高，不但屏蔽效果不好，反而带入了干扰，过高的钙镁离子和水样中的钙镁离子一起，生成较多的酒石酸钙和酒石酸镁，使水样变混浊，从而影响比色。所以购买试剂时要满足实验需要，以保证实验的准确性。③水样中有余氯的存在，余氯会与氨氮反应生成氯胺，使水样变浑浊。可以加入硫代硫酸钠加以屏蔽。

3.3 确保调节水样的pH值

水样中加入纳氏试剂后溶液马上就显色，其后颜色不再变化，而且比色管底部出现红色沉淀。所以。在检测时要确保调节水样的pH 值在6 ～9 之间，保证氨氮和纳氏试剂在强碱环境下充分反应，从而保证检测结果的准确性。

4 绘制标准曲线应注意的问题

标准曲线的准确与否可以检查仪器，试剂是否存在问题，更是检测水样是否准确的基础，所以正确地绘制标准曲线对检测结果的准确性至关重要。在做标准曲线时要注意以下问题：①首先所用的玻璃器皿是经过计量检定的。50mL 的比色管最好用一整套的，以减少系统误差；同时要保证所用的器皿都是清洁的。其次，移取标准溶液要认真仔细，确保移取体积的准确性.最后确保10 ～15min 内进行比色。②对于氨氮较高或较低的水样，可以根据实际样品的浓度范围，适当调整标准曲线范围，但总的曲线点数包括0mg/L 浓度在内不少于6 个点。③绘制好的曲线同时满足斜率在0.060 ～0.078 之间，截距小于等于±0.005，相关系数≥0.999 才可以使用。绘制曲线的同时最好带一个明码标准样，可以通过判断明码标准样的准确度，从而确定曲线的准确性，继而保证水样检测结果的准确性。

5 检测过程中采取一定的质控措施

氨氮是水中主要的污染物之一，在水质监测中，氨氮含量的测定是水质监测的重要内容，为了保证水质监测中氨氮含量测定的准确性，应正确分析氨氮测定过程中出现的问题，采取积极措施，提高氨氮测定的有效性，为污水处理厂的正常运行提供依据，为保护自然水环境尽一份力。