监测地表水中氨氮时两种预处理方法的比对

徐 婷

（晋中市水文水资源勘测站 山西晋中 030600）

0 引言

为了践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念，打好一场蓝天、碧水、净土保卫战，加强水环境监测刻不容缓。氨氮是水环境监测的一项重要指标。地表水中氨氮含量过高，会污染水体甚至导致水体富营养化，还会阻碍水生生物的正常生长。氨氮是指以游离态的氨（NH3）和铵离子（NH4+）形式存在的氨[1]。多数情况下，水环境监测中采用国家标准《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》（HJ 535-2009）来测定水中氨氮的含量。基本原理是，水体中的NH3和NH4+与纳氏试剂反应生成一种淡红棕色的络合物，生成的络合物吸光度与氨氮的含量成正比。因此，测量该络合物的吸光度值就可以计算出水中氨氮的含量。但是，实际测量过程中，会存在一些浑浊或有颜色的水样，这对氨氮测定造成了很大的干扰，因此我们需要对此种水样进行预处理。在国家标准HJ 535-2009 的干扰及消除这一项中指出，若水样浑浊或有颜色时可用絮凝沉淀法处理[2]。《水和废水监测分析方法》（第四版）一书中提到，地表水中存在悬浮物使水体浑浊或使水体着色，影响水生生物的呼吸和代谢，严重时还会造成河道阻塞。而悬浮物是指不能通过孔径为0.45 μm 滤膜的固体物。因此，我们尝试用0.45 μm 滤膜过滤水样，与上述絮凝沉淀法进行对比，找到更加准确、简便、快捷的方法来处理水样。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

紫外及可见分光光度计：L3S 型，上海仪电分析仪器有限公司；

氨氮标准溶液：500 mg/L，编号为170363，水利部水环境监测评价研究中心；

氨氮标准使用液：10 μg/mL，由上述编号为170363的氨氮标准溶液现场配制；

50%的酒石酸钾钠溶液、氨氮试剂：天津傲然精细化工研究所；

ZnSO4溶液：100 g/L；

NaOH 溶液：250 g/L；

滤膜：0.45 μm，常德比克曼生物科技有限公司；

实验所用试剂均为分析纯；

实验过程中均采用无氨水进行配制和稀释。

1.2 样品预处理方法

方法1：往100 mL 样品中加入1 mL ZnSO4溶液和0.1～0.2 mL NaOH 溶液，调节pH 约为10.5，将混合液放置并沉淀，倾取其上清液以待分析。

方法2：以0.45 μm 滤膜过滤水样后进行测定。

2 结果与讨论

2.1 绘制校准曲线

在50 mL 具塞比色管中，分别加入0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00 和10.00 mL 的氨氮标准使用液，加水稀释至刻线。先加入50%的酒石酸钾钠溶液1.0mL，摇匀。然后，加入1.0 mL 氨氮试剂，再摇匀。静置10 min后，将波长设定在420 nm 处，取20 mm 比色皿，用无氨水作为参比溶液，测定标准样品的吸光度。将空白校正后的吸光度设为纵坐标，对应的氨氮含量设为横坐标，绘制校准曲线，得到回归方程为y=0.069 1x-0.0035，r=0.999 9。

2.2 测定标准样品

氨氮标准样品（编号2005151，生态环境部环境发展中心环境标准样品研究所）按照证书稀释方法（移取10.00 mL 至250 mL 容量瓶中定容）的标准值为2.59±0.19 mg/L。但由于上述氨氮标准值超过了曲线范围，所以我们从安瓿瓶中准确移取10.00 mL 至500 mL容量瓶中，用无氨水定容至标线。将得到的测定结果均乘以2，记为标准样品1；从安瓿瓶中准确移取氨氮标准样品（编号190432，水利部水环境监测评价研究中心）10.00 mL 于500 mL 容量瓶中，用无氨水定容至标线。氨氮标准值为0.377±0.019 mg/L，记为标准样品2。采用1.2 中的两种方法分别对标准样品1 和标准样品2 进行预处理，并对样品进行2 次平行测定。上述标准样品的测定结果详见表1、表2。

表1 标准样品1 测定结果

表2 标准样品2 测定结果

从表1 可看出，采用方法1 和方法2 测得的标准样品1 的平均值2.62 mg/L 和2.58 mg/L 均在标准值的不确定度范围内，两种方法测得的与标准值的相对误差1.2%和0.4%均符合《水环境监测规范》≤5%[3]的规定。

从表2 可看出，由方法1 和方法2 测得的标准样品2 的平均值0.386 mg/L 和0.378 mg/L 均在标准值的不确定度范围内，两种方法测得的与标准值的相对误差2.4%和0.3%均符合《水环境监测规范》≤5%的规定。

所以，无论是高浓度还是低浓度的标准样品，通过两种预处理方法得到的标准值和相对误差都是可靠的。

2.3 测定实际样品

实际水样取自黄河流域汾河干流义棠水文站基本断面（以下简称义棠断面）。义棠断面的水样长期浑浊且水样颜色发黄，符合本实验的测定要求。采用1.2中的絮凝沉淀法和滤膜法进行预处理，并进行2 次平行测定。测定结果详见表3。

表3 实际样品测定结果

实验过程中，空白样品也需要按照和实际水样相同的步骤来进行预处理。由表3 可知，对于义棠断面的水样，絮凝沉淀法和滤膜法测得的平均值差别不大，而室内相对偏差分别为0.5%和0.3%，均符合《水环境监测规范》≤10%的规定。

2.4 测定加标回收率

对义棠断面的水样进行加标回收实验，加标量为10.00 μg/mL。水样分别按照上述两种方法预处理后进行加标，得到的加标回收率结果见表4，均符合《水环境监测规范》中加标回收率的测定范围。

表4 加标回收率测定结果

3 结语

采用0.45 μm 滤膜对水样预处理时，标准样品的相对误差、实际样品的室内相对偏差和加标回收率都符合规范要求。此方法操作简单，不用配制ZnSO4溶液和NaOH 溶液，能很好消除悬浮物对于浑浊水样的干扰，准确测定地表水中氨氮含量。因此，在今后的实验中，我们可以采用0.45 μm 滤膜对浑浊水样进行预处理，既操作简单，又提高氨氮检测的效率和质量，确保水环境监测能满足实际需要。