连续流动法与纳氏试剂法测定水体中氨氮的对比研究

龚 丹，王保勤

(江苏省苏力环境科技有限责任公司，江苏 南京 210000)

水中氨氮的来源包括：生活污水、畜禽粪便、农产品加工污染物，工业废水。氨氮水体中的主要耗氧污染物，浓度过高可导致水体富营养化，是对鱼类及水生生物产生毒害，造成水体水质恶化[1]。我国水环境污染形势严峻，氨氮是水体主要污染物之一，“十二五”氨氮纳入了总量控制指标，“十三五”期间氨氮是环境质量约束性指标[2]，“十四五”氨氮的监测工作依然艰巨。

目前国内测定氨氮的常用方法有纳氏试剂分光光度法、水杨酸分光光度法 、流连续流动-水杨酸分光光度法、流动注射-水杨酸分光光度法、蒸馏-中和滴定法等。众多方法中，纳氏试剂光度法是最常用的分析方法，操作简单，分析灵敏，但使用的纳氏试剂中含氯化汞或二氯化汞均为剧毒物质，对人体和环境不利，且当样品量较大或水样复杂时，前处理过程(絮凝、蒸馏)大大提高工作强度[3]。连续流动分析法具有操作简便，分析速度快，准确性和精密度高，并且样品和试剂全封闭蒸馏、稀释和检测，减少了分析过程对环境的污染和对人体的危害[4-8]。

本文通过以标准样品和实际样品为研究对象，从原理、分析步骤以及准确度和精密度等方面对纳氏试剂分光光度法和连续流动分析法进行了比较研究，旨在为实际工作中如何选择适合的分析方法，提高水中氨氮分析的准确性和实用性，节省分析时间，提高分析效率提供参考。

1 实验部分

1.1 实验仪器

SAN++型连续流动分析仪，荷兰SKALAR公司；普析通用TU1900紫外可见分光光度计；Millipore Milli-Q 去离子水发生器。

1.2 主要剂及配置方法

纯水：电阻率为18.2 MΩ·cm，25 ℃。

氨氮标准溶液(ρ=500 mg/L)，环保部标样所。

水杨酸钠溶液：称取80.0 g水杨酸钠、25.0 g氢氧化钠,纯水溶解后定容于1000 mL。

稀硫酸溶液：将0.3 mL硫酸缓慢加至800 mL纯水中，纯水定容至1000 mL。

亚硝基铁氰化钠溶液：称取1.0 g亚硝基铁氰化钠,纯水溶解后定容于1000 mL。

二氯异氰脲酸钠溶液：称取2.0 g二氯异氰脲酸钠,纯水溶解后定容于1000 mL。

蒸馏试剂：称取5.0 g乙二胺四乙酸二钠、140 g氢氧化钠,纯水溶解后定容于1000 mL。

缓冲溶液：称取24.0 g柠檬酸三钠、33.0 g酒石酸钾钠,纯水溶解后定容于1000 mL,然后加入3 mL十二烷基聚乙二醇醚溶液(Brij -35,20%)。

纳氏试剂分光光度法所用试剂：纳氏试剂(市售)。

1.3 方法原理

纳氏试剂分光光度法原理：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的含量成正比，在 420 nm 处测定吸光度。

连续流动分析法原理：在弱碱性缓冲体系下，经过95 ℃在线蒸馏消解的样品馏出液与次氯酸根反应，生成的氯胺，在亚硝基铁氰化盐的催化作用下与水杨酸盐在40 ℃反应形成绿色化合物，该生成物流经光度池在波长660 nm处测量吸光度。

1.4 实验方法

纳氏试剂分光光度法：取经絮凝或蒸馏处理后的样品 50.0 mL于具塞比色管中，加入1.0 mL酒石酸钾钠溶液摇匀，再加入1.5 mL纳氏试剂后摇匀，室温下放置10 min后在波长420 nm处用20 mm比色皿测定吸光度。连续流动分析法：打开循环冷凝水，接通氮气气路，将分压阀调至0.2 MPa。依次接通自动进样器和主机电源，打开加热器，预热稳定30 min。先后打开数据处理器和工作站软件。调节流量计氮气流量至60～65 mL/min，依次打开加热器和蠕动泵，检查整个分析流路的密闭性及液体流动的均匀性。运行去离子水30 min后，运行相应试剂，待试剂混匀、试液连续流动均匀，观察仪器基线直至稳定。分别取10 mL实际样品、标准样品和盲样于样品管中，置于样品架，建立样品表，开始分析。实验完毕，用去离子水冲洗管路30 min，关闭蠕动泵和加热器，完成关机程序。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线

纳氏试剂分光光度法：吸取氨氮标准工作溶液(10.0 μg/mL)0.00，0.50，1.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 mL，加水至50 mL，先后加入酒石酸钾钠和纳氏试剂并摇匀，显色 10 min后比色测定绘制标准曲线。结果表明，标准曲线方程 y=0.344x-0.001，相关系数为r=0.999 8，方法重现性良好。

连续流动分析法：分别配制浓度为0.000 mg/L、0.05 mg/L、0.10 mg/L、0.20 mg/L、0.50 mg/L、1.00 mg/L和2.00 mg/L的氨氮低浓度标准系列和浓度分别为0.00 mg/L、0.500 mg/L、1.00 mg/L、2.00 mg/L、4.00 mg/L、8.00 mg/L和10.00 mg/L的氨氮高浓度标准系列。以标准系列得到相应的测定信号值(校正峰高)为纵坐标，对应的氨氮浓度为横坐标，绘制标准曲线。得到低浓度标准曲线y=0.0764x - 0.0009，相关系数r=0.9998。高浓度标准曲线y=0.0803x-0.009，相关系数r=0.9999。

2.2 准确度与精密度

通过测定国家环保部标样所两支有证标样进行准确度与精密度的测定，每种标准物质平行测定6次，计算算数平均值、相对标准偏差，结果见表1。

表1 有证标准物质的精密度和准确度试验

结果表明，测得浓度均在参考值范围内，标准样品相对标准偏差为0.4%～1.8%，均小于5%，表明方法满足准确度和精密度要求。同时，可以发现标准样品分析结果的准确度和精密度纳氏试剂法略高于流动分析法，这主要是由于仪器基线波动等干扰所引起。

2.3 实际样品加标回收率

分别选取地表水3个点位和废水3个点位的水样进行测定，每批样品进行6次平行测定及加标回收实验，水样分析实验结果见表2及表3。

续表2

表3 废水水样比对分析实验

结果显示，地表水实际样品氨氮结果的RSD=0.8%～3.0%，加标回收率在93.0%～106%范围内；废水氨氮结果的RSD=0.2%～2.5%，加标回收率在91.1%～104%，具有较好的准确性。

进一步进行t检验，依据以下公式计算以上六组数值的t:

计算值在0.18～2.17之间，f=n1+n2-2=10 ，95%置信度的t值为2.23，因此t计算

3 结 论

本文采用CFA和纳氏试剂分光光度法对地表水和废水中氨氮的浓度进行了测定，两者都具有较高的灵敏度和良好的精密度和准确度，结果均满足标准方法要求。纳氏试剂分光光度法在标准样品分析方面的准确度和精密度更高；而CFA方法在实际分析过程中自动化程度更高，线性宽、灵敏度好，节省分析时间，提高了工作效率，试剂和样品使用量小，降低了对分析人员和环境的不利影响。因此，CFA法更加适用于大批量水样和复杂水样的分析，在水质氨氮测定中值得推广运用。