水质监测中氨氮测定影响因素与控制分析

2022-05-23张慧贤

皮革制作与环保科技 2022年5期

张慧贤

（石家庄市正定环保服务中心，河北石家庄 050800）

受工业、农业及生活等污水肆意排放的影响，我国部分水域中氨氮含量远超过水域的自净能力限度，进而造成了严重的环境污染，影响了人们的用水安全。为切实降低这些问题所产生的不利影响，采用合适的水质监测技术，对水域中氨氮含量进行测定，明确影响水域氨氮含量的因素，并对其进行针对性地管控，已成为一项极为必要的工作。

1 水质监测中氨氮测定工作的作用

现阶段，水体中氨氮的主要来源包括农业的氨氮肥料随着地表径流流入水体当中；工业生产中硝酸、炼焦、合成橡胶、电镀、石油开采等过程产生的废水直接排放到外界环境中或者生产产生的含有氨氮的废气与空气中的水蒸气结合，随着降雨融入水体当中，导致水中的氨氮含量超标。由于鱼类这种水生生物对水中的氨氮含量较为敏感，若水中非离子氨的浓度超过0.02 mg/L就可能导致鱼类死亡，且人类或一些陆生动物直接饮用了氨氮含量超标的水体，将会给动物的身体健康产生极为严重的危害，以人体为例，若人们饮用20～30 mL的水，并且水中氨的饮用浓度超过25%，那么就有极大可能造成人的死亡。近年来，为更好地保护自然环境与人们生命财产的安全，并保护水资源，降低水体中污染物的含量已经成为一项极为必要的工作。在当前的水质监测过程中，测定水中的氨氮含量，不仅可以使人们能够更好地了解水中的污染物质，还能使人们以此为基础，找出水域污染的原因，还可以通过明确水体污染物质的成分，为环境保护工作的规划开展提供有效的数据支持。具体来说，水质监测工作的主要目的在于，通过测定水中污染物的含量，明确水域中水体的质量情况。现阶段，氨氮测定是当前水质监测工作中较为常见的测定项目，并且在氨氮测定过程中，离子氨（NH4）与非离子态氮（NH3-）是氨氮（NH3-N）存在的主要形式，在水质监测监测过程中，若水中的氨氮含量过高，那么说明该片水域在近期受到过污染。若在检测过程中发现水中含有NO3-但没有NH3与NO2-，那么证明该片水域中的污染物有机质基本分解完毕，在有机物分解过程中，大量的致病微生物将随之消失。可以说，在水质监测过程中，对水中氨氮化合物的测定，可以有效掌握水域受有机物污染的具体情况，并对水体的自净能力进行合理地评估，为后续水质净化工作的开展打下坚实的基础[1]。

2 水质监测中氨氮测定的影响因素

经过对当前水质监测工作具体情况进行调查分析后可以了解到，由于大部分水域的水体成分构成较为复杂，水体中包含的物质种类也相对较多，因此，在测定水中氨氮的含量时，会对测定结果产生影响的因素也比较多。现阶段，为保证测定工作的准确性，就必须要明确会对测定结果产生影响的因素。

2.1 光波长

在水质监测过程中，氨氮含量测定的原理主要是水中游离的离子氨或非离子态氮等物质能够与试剂发生反应，生成带有颜色的混合物，并且混合物的色度越大，说明水中氨氮含量越高。现阶段，人们可以采用目视比色法、分光光度法等，切实了解水中氨氮的含量，并且，对上述两种方式进行比较，分光光度法的精确度更高，能够为后续水污染治理工作提供更有效的数据支持，因此，分光光度法的应用频率更高。但需要注意的是，在使用分光光度法测定水中氨氮含量时，光波会对测定结果的准确度产生较为明显地影响。通常情况下，若入射光的波长在400～425 nm之间，那么显示剂吸收的光度相对较小，得到的测试结果也比较稳定，若入射光波长超过了425 nm，那么显示及吸收的光度将会大幅度上升，进而影响分光光度法测定结果的准确性，对水中氨氮含量测定数据的准确性产生极为不利的影响[2]。

2.2 盐度

在对类似河流入海口、海水交汇处等区域的水质进行测定时，由于水中的含盐量相对较高，并且在潮汐、河水与海水混合等因素的影响下，水中的盐量并不固定，其管控难度也比较高，这会给最后的氨氮含量检测工作造成严重的威胁。

2.3 气泡

在水质监测过程中，往往无法避免气泡的产生，尽管气泡在监测工作中并不明显，但气泡还是会对氨氮含量检测结果的准确性产生一定的影响。具体来说，在进行水样的氨氮检测时，水样本身、滴入的试剂等都可能存在一定的小气泡，尽管这些小气泡看起来并不是特别明显，但在测定过程中，小气泡可能会汇聚成大气泡，进而对氨氮测定工作的稳定性、准确性产生极为不利的影响。

2.4 试剂存储及显色时间

在水质监测过程中，试剂存储情况及显色时间同样会对氨氮测定工作质量产生一定的影响。具体来说，若在显色剂的实际存储过程中，将其装在透明玻璃瓶中，那么显色试剂的性质可能会发生变化，进而影响后续测定工作的准确性。同时在实际测试过程中，由于显色剂的稳定性相对较差，并且不同的显色剂显色效果存在着一定的差别，因此，在测试过程中，还需要提升对显色剂选择工作的重视度。

2.5 其他因素

在当前的氨氮测定工作中，金属离子、余氯、较清洁污水、污染严重污水、显色时溶液的pH值、显色温度等因素也会对最终测试结果的准确性产生一定的影响。

3 提升水质监测中氨氮测定结果的方法

在城市化、工业化进程不断加快的背景下，我国的水体污染问题日益严重，尤其是废水的任意排放，不仅造成了河流湖泊等水源的污染，还对人们的生活产生了极为不利的影响。近年来，在人们环保意识不断增强的情况下，为了更好地保护水体资源，污水净化、水体保护等工作受到了人们的广泛关注，这一工作的开展，不仅能够对绿色生态环境的构建工作提供支持，还能为社会经济的健康发展提供助力。在污水净化、水体保护等工作中，开展水体监测工作，并依据测定结果，制定具有针对性的污水治理方案，已经成为保证我国水体安全的关键点之一。现阶段，为切实提升水体监测工作的质量，在测定水体中氨氮含量时，应用如下方法提升测试结果的准确度，并进一步提升水体监测工作的有效性以及后续水污染治理、环境保护等工作的科学性。

3.1 光波长度的把控

当前，在对水中氨氮的含量进行测定时，入射光的波长会对最终测定结果的准确性产生较为明显的影响。表1所示为不同波长下氨氮测定时，显色剂空白吸光度与标准液的显色吸光度。从表中可以看出，显色剂空白吸光度越低，标准液显色吸光度越平缓。现阶段，为切实降低光波长度对测定结果准确度所产生的不利影响，可以通过使用光波监测法的方式，进一步提升氨氮测定结果的准确性，并尽可能在测定氨氮含量时，将入射光的波长控制在415 nm左右，从而达到提升测定工作精确度的目的[3]。

表1 不同入射光波长对氨氮含量测定的影响

3.2 盐度的把控

表2为水中盐度对氨氮测定所产生的影响，从表中可以看出，当待测水体中的盐度在20 mg/L以上时，测定结果偏差相对较小，当水体盐度在20 mg/L以下时，测定结果偏差相对较大。现阶段，为切实降低盐度对测定结果所产生的不利影响，加强对盐度因素的关注度，明确待测水域盐度变化情况已成为一项极为必要的工作。举例来说，在测定河流入海口附近水域的氨氮含量时，水体中往往含有一定量的盐，并且入海口处的河水盐分比上游水中的盐分更高。为切实避免氨氮含量测量过程中盐分对测定结果准确性的影响，需要明确入海口区域水中盐分的变化规律，并在测定水样氨氮含量前，确定水样的含盐量，并参照表2，明确盐分对测定结果所产生的影响。

表2 不同盐度对氨氮含量测定的影响

3.3 气泡的控制

现阶段，为切实避免因氨氮含量测试过程中，小气泡的不断汇聚给测试工作所带来的不利影响，在当前的测试过程中，一方面可以通过对显色剂进行真空处理的方式，避免新的小气泡被滴入到水样当中；另一方面可以通过在水样氨氮检测容器中放置玻璃泡滴液器的方式，避免水泡进入管道中，降低水样中大气泡形成的可能性。

3.4 试剂存储及显色时间的把控

在氨氮含量测定过程中，显色剂存储时间与其稳定性之间存在着直接的联系，经实践研究发现，在环境条件相同的情况下，对存储时间不同的显色剂进行测试可以发现，最适合自动监测工作使用的显色剂存储时间应为12 d左右，并且，在存储过程中，显色剂应存储在棕色玻璃瓶中，避免阳光直射导致试剂变质。同时，当试剂存储时间在12 d以下时，氨氮含量测试的精确度并不会受到明显的影响，显色剂仍可以有效对水样中氨氮含量进行准确测定。但需要注意的是，为避免不同显色剂对测试结果所产生的不利影响，在选择显色剂前，应当尽量选择存储时间相对较短的显色剂，并且明确水样中是否存在会对显色工作产生不利影响的元素，以便选择最合适的显色剂，保证氨氮含量测试工作的有效性。此外，在进行自动进样监测时，在将水样与显色剂进行充分混合后，水样测定得到的吸光度会受到显色时间、进样速度等因素的影响。现阶段，为保证测试结果的有效性，在检测过程中，应明确把握检测的最短显色时间。具体来说，一般情况下，在水样显色时间小于2 min时，水样与显色剂的混合液吸光度提升速率相对较快，在显示时间在4 min以上时，吸光度提升态势趋于稳定，当显色时间超过10 min后，吸光度提升趋势基本维持在稳定不变的状态下。因此，在当前的水质监测过程中，为保证测试工作的有效性，需要保证显色剂的选择、贮存、显色时间等因素均能满足水样监测工作的要求。

3.5 其他因素的把控

现阶段，为进一步提升水样测试过程中其他因素对氨氮含量测试所产生的不利影响，应采用以下方法：第一，在消除金属离子对测试结果的影响时，可以在明确水样中所含有的金属离子的基础上，在显色阶段，加入相应试剂，对金属离子进行沉淀过滤处理，以降低金属离子所产生的影响。举例来说，若测定的水样中，钙镁离子含量较高，那么在进行显色测试时，钙镁离子将会在碱性环境下产生沉淀，进而使试剂变浑浊，在消除某水样中钙、镁等金属离子的干扰时，可以在显色阶段，向水样中加入一定量的酒石酸钠溶液。第二，在消除水样中余氯所产生的干扰时，可以通过添加一定量的硫代硫酸钠溶液，并用淀粉—碘化钾试纸对水样中余氯的残留量进行检查，在试纸变蓝时继续添加硫代硫酸钠溶液，未变蓝则继续后续操作的方式，以保证水样中的余氯完全消除，保证测试结果的准确性。第三，在消除较清洁污水所产生的干扰时，可以通过凝絮沉淀法，去除污水的颜色与悬浮物。现阶段，在凝絮沉淀法应用过程中，较为常用的试剂为硫酸锌与氢氧化钠，操作方法为先在水样中添加一定量的硫酸锌，再在水样中添加一定量的氢氧化钠溶液，使水样整体呈碱性，生成氢氧化锌沉淀，然后，通过过滤的方式，使污水试样变得清澈。第四，为切实消除严重污染的污水对氨氮测试结果所产生的不利影响，在测试前，可以先对污水进行蒸馏处理，即在测试过程中，调节水样的pH值，使水样pH值呈中性，再向水样中加入一定量的氧化镁，使水样呈弱碱性，然后用硼酸吸收蒸馏过程中污水所产生的水蒸气。同时，在污水蒸馏过程中，为避免暴沸情况的出现导致氨的流失，可以控制蒸气流出速率在10 mL/min左右，并且，蒸馏后得到的样品在加入纳氏试剂后，将会产生红色沉淀，进而对后续测试工作的开展产生影响，此时，可以通过在样品中再滴入一定量氢氧化钠溶液的方式，将样品pH值调至中性，以消除红色沉淀。第六，为避免测试氨氮过程中水样pH值对测试结果产生的影响，应当以显色溶液的性质、水样的特点等因素为基础，对水样的pH值进行调整，以便提升氨氮含量测试工作的准确性。以纳氏试剂为显色剂时，若水样呈碱性，那么纳氏反应平衡将会朝着生成NH2Hg2IO的方向移动，并且溶液pH值的变化将会对溶液颜色产生明显地影响。现阶段，为了更好地控制水样的pH值，可以通过配置氢氧化钾—酒石酸缓冲液，并在水样中添加一定量的缓冲液，控制水样的显色pH值在11.8～12.4范围内，以保证显色反应的有效性。第七，在进行氨氮测试时，水样加入显色剂时的温度变化会对水样的颜色深度、浑浊度、发色速度产生一定的影响。经试验调查显示，当前温度变化会对低浓度水样产生较大的影响。现阶段，为保证低浓度水样氨氮测试工作的有效性，在测试过程中，应保证加入显色剂时水样的温度在25 ℃左右，避免试样显色不全或者溶液过于浑浊的情况出现。