对水质检测中总氮低于氨氮的原因分析

赵彦

摘要：本文简要分析了水质测定结果总氮不大于氨氮的成因：样品保存不当、实验环境未加以有效控制、实验方法存在误差、实验试剂纯度、分析人员技术差异等;探索了防范总氮不大于氨氮的具体措施：合理控制水质测定的消解时间、消除水样混浊问题等，以逐步提升水质检测准确性。

关键词：样品;实验环境;实验方法

引言：在生活排水、农田灌溉水、工业生产剩余水等共同作用下，增加了水体环境的污染性，相应升高了水中含有的有机物与无机物。在淡水体系中，氮、磷成分较高时，将会增加浮游植物的生长能力。为加强水资源清洁净化效果，维护淡水环境生态性，加强水质监测，准确获取总氮含量，保证水质评价客观性。

1水质测定结果总氮不大于氨氮的成因

1.1样品保存不当

在水体环境中，含氮物质成分处于不规律变化状态。因此，有必要在采样完成时，及时进行样品检测分析工作。同时，水样在存储、光照等情况下，会改变水样中的成分比例，对于氨氮、总氮指标的测定形成影响。因此，样品采样不标准、存储不规范等情况，会成为总氮检测结果不大于氨氮的原因。

1.2实验环境未加以有效控制

如果在实验室内部环境中含有较高比例的氨氮，对于水样总氮检测结果会产生一定影响。比如，当实验室存放有未密闭的氨水，空气环境中含有不规律的氨、铵盐等成分，具有较强溶水能力。因此，在实验环境未加以有效控制的情况下，将会引起水样中氨离子发生增加情况，形成检测误差。

1.3实验方法存在误差

一般情况下，水样检测人员使用的检测方法为 《碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》HJ636-2012，然而此种检测方法对于检测结果的显色要求为“碱性环境”。如果在检测期间，未有效进行样品预处理，直接完成了显色测量，难以保证获得结果的准确性。总氮预处理流程为：其一，在总氮含量分析期间，碱性环境中进行热量、压力添加，条件施时间持续30分钟左右，确保样品能够以各类形式完成转化;其二，借助稀盐酸对样品酸碱度进行调整;其三，使用比色法进行测量。在总氮预处理环节中，会消耗大量时间，如果预处理环节完成，含氮物质转化不充分，将会形成测试偏差问题。

1.4实验用水及试剂的选择

碱性过硫酸钾消解紫外分光度法测定总氮的过程中，实验用水、过硫酸钾的纯度及含氮量尤为重要，实验用水、过硫酸钾的含氮量影响到空白值的高低，纯度则影响到检测结果的准确性，国家标准中要求方法中所涉及到的氢氧化钠及过硫酸钾含氮量均要求小于0.0005%，如果试剂无法达到要求，需进行提纯处理，因此，有条件的实验室建议选择纯度更高的试剂。

并且碱性过硫酸钾溶液的配置过程同样需要引起注意，首先，过硫酸钾在水中的溶解速度较慢，为加快溶解速度可以采用水浴加热，但水浴的温度应控制在60℃以下，温度过高会导致过硫酸钾分解失效，然后应待氢氧化钠溶液温度冷却至室温后，再将其与过硫酸钾溶液混合、定容。

1.5存放时间

对于某污水处理厂进行水样存储氨氮成分变化记录，连续记录了六天，记录结果如图1所示。由图可知：水样存放时间，对氨氮含量变化具有一定影响;地表水在存放时间增加時，其氨氮成分有所减少;污水单位的输入水，在存放时间增加时，氨氮成分有所增加。产生此种氨氮变化的成因为：地表水与空气处于长期接触状态，水中含有一定量的溶解氧成分，水样存放时间的增加，提升了硝化反应的充分性，由此降低了水样中的氨氮成分;污水处理单位引入的水中，含有的氧成分不高，在污水管与空气处于隔离状态的情况下，水样环境表现为厌氧，加快了微生物的氨化效率，相应增加了氨氮成分。

2防范总氮不大于氨氮的具体措施

2.1合理控制水质测定的消解时间

为应对消解时间产生的实验影响，购买合格成品标准样品，对水样进行质量控制，在水样浓度为2.02mg/L左右时，开展水样检测，同时设计五组水样消解周期：一组为20min，二组为30min，三组为40min，四组为50min，五组为60min。在样品冷却完成时，在水样中添加容量为1毫升的盐酸，定容位置为25毫升，添加盖塞，确保混合均匀。在水样放置15分钟后，检测总氮含量。检测发现：前两种，过硫酸钾在水样中的转化能力，与消解时间存在正比关系，在消解时间增加，过硫酸钾转化能力有所增强;在后三组，氮含量并未发生较大变量，同时氮含量大于氨氮总量。

2.2消除水样混浊问题

某水样含有的氮成分总和为0.70mg/L，取样容量设定为10毫升，将水样放置在比色管进行保存，在水样存储3天后，对水样进行稀释、过滤等处理，再加入过硫酸钾溶液5毫升，消解周期等待40分钟，待溶液自然冷却，进行摇匀操作。在冷却的溶液中，添加容量为1毫升的盐酸，再使用蒸馏水对溶液进行稀释处理，在稀释至25毫升后，进行溶液充分混合。分别在220纳米、275纳米两个波长下，进行样品吸光表现记录，以此测算总氮成分，测定结果如下：

（1）水样1：220纳米记录结果为0.253;275位置吸光表现记录结果为0.061;总氮成分为0.68mg/L。

（2）水样2：220纳米记录结果为0.188;275位置吸光表现记录结果为0.027;总氮成分为0.65mg/L。

（3）水样3：220纳米记录结果为0.210;275位置吸光表现记录结果为0.019;总氮成分为0.70mg/L。

其中水样1为10毫升水样，水样2在水样1的基础上添加了2倍水，水样3为过滤液。

实验原理为：使用过硫酸钾转化水样中的含氮物质，由此获得硝酸盐;硝酸根离子在被吸收时，要求波长位置达到220纳米，倘若硝酸根离子处于220纳米的波长位置，将不会发生离子损失。因此，在220纳米、275纳米两个波长，进行吸光度测量，能够准确获取硝酸盐占比情况。

检测分析：在水样未过滤时，水样中含氮物质成分较高，由此说明水样消解不完全，对水样成分中有机物测定形成了不利作用，引起总氮测定结果不大于氨氮的情况;然而，过滤完成的水样，能够有效回避水样混浊形成的检测干扰问题。因此，在进行水样检测，有必要积极开展水样过滤，提升水样测量结果的真实性[1]。

2.3加强样品处理

结合样品采集、样品运输、样品保存產生的误差影响，检测单位需及时制定样品处理标准，加强样品管理，尽可能地减少样品处理偏差问题，保障检测结果的真实性。

2.4加强实验环境控制

在检测水样时，尽可能选择空气环境含氮成分较少的地区，同时在实验室中添加氮成分自动检测设备，动态获取实验室空间一周内的含氮变化情况，选择含氮量较少的时候，进行总氮、氨氮成分检测，以最大化减少实验环境带来的影响。

2.5玻璃器皿的洗涤

按国家标准规定，实验过程所使用的的玻璃器皿和高压灭菌器等均应无氮污染，实验中所使用的玻璃器皿应用（1+9）的盐酸溶液或（1+35）的硫酸溶液浸泡，用自来水冲洗后再用无氨水冲洗数次，洗净后立即使用。高压蒸汽灭菌器应每周清洗。

2.6实验方法引入的误差

通过认真的分析和大量的实验，总氮测定在消解过程中，在碱性介质条件下，氨氮会以氨气形式逸散在比色管的气相中，建议使用密封性更好的螺纹比色管，防止气体挥发，并在消解后趁热对水样进行摇匀处理，保证样品回收率。

2.7合理控制水样存放时间

为消除水样存放时在厌氧、好氧各环境中反应影响，需采取现采现测方式，以期获取较为真实的水质检测结果，减少环境对水样成分产生的影响，维护水质评价的真实性。如果有必要进行水样保存，取回实验室进行检测，需控制保存时间在3天内，以期获取较为真实的水质检测结果。

结论：综上所述，在水样质量检测期间，倘若检测环境中含有碱性介质，此时氨氮会转化成氨气，经消解管排出，如此减少了总氮含量。因此，在水样检测时，会发生氨氮总量超标情况，总氮实测结果不大于氨氮占比。为此，采取消解溶量控制、增加消解时间，以此增强氨氮转化效果。

参考文献：

[1]刘剑波.解析水环境检测中总氮和氨氮关系[J].华东科技（综合），2019（8）：0396.