離子色譜法測定工業(yè)廢水中氨氮含量

姚蓉

摘??要：對采用離子色譜法測定工業(yè)廢水中的氨氮含量展開了探討，通過具體的實(shí)驗(yàn)分析，對實(shí)驗(yàn)原理和儀器、試劑等作了系統(tǒng)的概述，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析、討論，以期能為有關(guān)方面的需要提供有益的參考借鑒。

關(guān)鍵詞：離子色譜法;工業(yè)廢水;氨氮含量;水污染

中圖分類號：X832????????????????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.117

所謂“離子色譜法”，就是將改進(jìn)后的電導(dǎo)檢測器安裝在離子交換樹脂柱的后面，以連續(xù)檢測色譜分離離子的方法。氨氮是水體中的營養(yǎng)素，可導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，是水體中的主要耗氧污染物，對魚類和某些水生生物有害。因此，在工業(yè)廢水中，測定氨氮含量再進(jìn)行排放是一項(xiàng)非常重要的工作?；诖?，本文就離子色譜法測定工業(yè)廢水中的氨氮含量進(jìn)行了探討。

1??實(shí)驗(yàn)部分

1.1??實(shí)驗(yàn)原理

氨氮主要以游離氨和銨鹽的形式存在于水中，兩者的組成比例取決于水的pH值和水溫——pH值越高，游離氨比例越高;反之，銨鹽比例高。而水溫則相反。

采用離子色譜法測試水中的氨氮，流動相為酸性。樣品不用調(diào)整pH，樣品中的氨氮被全部轉(zhuǎn)化成銨鹽形式，樣品通過色譜柱發(fā)生離子交換，待測離子進(jìn)入檢測器產(chǎn)生信號，在計算機(jī)色譜工作站中形成色譜峰，以出峰時間定性，以峰面積定量。

1.2??儀器和試劑

實(shí)驗(yàn)所需儀器主要有萬通883非抑制型離子色譜儀、863型自動進(jìn)樣器、保護(hù)柱RP2、分離柱C4150、25?μL定量環(huán)和色譜工作站。吡啶二甲酸和硝酸均為優(yōu)級，氨氮標(biāo)準(zhǔn)樣品來自環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所，試驗(yàn)使用的純水電阻率為18.1?MΩ/cm。

1.3??色譜條件

儀器流動相為吡啶二甲酸和硝酸混合液（2?L水中加入3.4?mL物質(zhì)的量濃度為1?mol/L的硝酸，234?mg吡啶二甲酸），流速為1?mL/min，無抑制，柱溫保持25?℃，進(jìn)樣量為25?μL，樣品采集后保存于潔凈的聚乙烯瓶中，進(jìn)樣前經(jīng)過0.45?μm水系針頭過濾器過濾。

2??實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論

2.1??標(biāo)準(zhǔn)曲線

配置濃度為0.1?mg/L、0.2?mg/L、0.4?mg/L、0.8?mg/L、1.2?mg/L、1.6?mg/L、2?mg/L、5?mg/L、10?mg/L、20?mg/L、30?mg/L、50?mg/L

的標(biāo)準(zhǔn)溶液，共計12個濃度點(diǎn)，經(jīng)過0.45?μm水系針頭過濾器過濾，然后自動進(jìn)樣分析。通過工作站軟件，采用峰面積進(jìn)行曲線的擬合，線性參數(shù)如表1所示，相關(guān)系數(shù)為0.999?999，如圖1所示。

表1??標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)參數(shù)

質(zhì)量濃度/（mg·L-1）

峰面積/（μs·cm-1·min）

線性參數(shù)

0.1

0.033

0.2

0.072

0.4

0.127

0.8

0.247

1.2

0.369

Y=Ax+b

1.6

0.553

a=0.143

2.0

0.612

b=0.028?3

5

1.46

10

2.950

20

5.714

30

8.608

50

14.367

圖1??標(biāo)準(zhǔn)曲線線性圖

2.2??精密度和準(zhǔn)確度

2.2.1??精密度

對環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所的氨氮標(biāo)樣200542（1.50±0.07）重復(fù)9次測定，氨氮保留時間在4.98～4.99?min之間，保留時間的RSD為0.1%，氨氮測定結(jié)果的RSD為1%.?標(biāo)樣分析結(jié)果統(tǒng)計如表2所示。

表2??標(biāo)準(zhǔn)樣品測定結(jié)果統(tǒng)計表

項(xiàng)目

1

2

3

4

5

6

7

8

9

RSD/%

時間/min

4.98

4.98

4.98

4.98

4.99

4.99

4.99

4.99

4.99

0.1

質(zhì)量濃度/（mg·L-1）

1.52

1.50

1.51

1.52

1.52

1.49

1.49

1.50

1.53

1

2.2.2??準(zhǔn)確度

表3??加標(biāo)回收結(jié)果統(tǒng)計表

編號

加標(biāo)前量/μg

加標(biāo)后量/μg

回收率/%

RSD（批內(nèi)）/%

樣品1加標(biāo)

202.0

102

樣品1加標(biāo)

100

201.0

101

1.2

樣品1加標(biāo)

199.2

99.2

樣品1加標(biāo)

199.8

100

樣品2加標(biāo)

603

101

樣品2加標(biāo)

300

599

99.6

1

樣品2加標(biāo)

601

101

樣品2加標(biāo)

597

99

樣品3加標(biāo)

1?197

99.5

樣品3加標(biāo)

600

1?199

99.8

0.8

樣品3加標(biāo)

1?202

101

樣品3加標(biāo)

1?194

99

加標(biāo)試驗(yàn)使用氨氮標(biāo)液，分別進(jìn)行3次加標(biāo)，每次加標(biāo)測定4次，回收率結(jié)果如表3所示。對環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所的氨氮標(biāo)樣200542（1.50±0.07）進(jìn)行測定，其測定結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)值要求范圍內(nèi)，具體結(jié)果如表3所示。

2.3??定量范圍

參考EPASW-846，測定9次空白加標(biāo)試驗(yàn)，加標(biāo)量為估計濃度的3～5倍。計算測定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差，采用98%的置信度，查臨界值表t為2.896，方法的檢出限為t值與標(biāo)準(zhǔn)偏差的乘積，方法的檢測限為4倍的檢出限，結(jié)果統(tǒng)計如表4所示。

表4??檢出限統(tǒng)計結(jié)果表

序號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

SD

檢出根

檢測根

質(zhì)量

濃度

0.053

0.051

0.056

0.052

0.049

0.050

0.051

0.049

0.054

0.002

0.01

0.04

采用離子色譜法可直接對濃度在0.04～50?mg/L范圍內(nèi)的樣品進(jìn)行分析，操作簡便，滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB?8978—1996）中的二級最低標(biāo)準(zhǔn)要求（50?mg/L）。

2.4??鈉氏試劑分光光度法和離子色譜法的比較

采集樣品7組，分別采用《鈉氏試劑分光光度法》和《離子色譜法》進(jìn)行測定，結(jié)果統(tǒng)計如表5所示。

表5??樣品測定結(jié)果統(tǒng)計表

序號

離子色譜法測定結(jié)果/（mg·L-1）

納氏試劑分光光度法測定結(jié)果/（mg·L-1）

SD/%

1

37.50

40.40

3.7

2

33.10

35.50

3.5

3

1.86

1.88

0.5

4

33.20

34.10

1.3

5

12.70

13.50

3.1

6

44.20

43.50

0.8

7

23.20

22.80

0.9

分別對7組樣品的測定結(jié)果對比、分析、統(tǒng)計，標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍為0.8%～3.7%，結(jié)果均滿足質(zhì)控小于5%的要求。因此，此方法可用于工業(yè)廢水中氨氮的測定。

2.5??干擾及消除方法

樣品中鈉和銨質(zhì)量比超過10?000∶1會影響分離，對此，可通過調(diào)整淋洗液濃度、采用梯度淋洗或加入調(diào)節(jié)劑來消除影響。對于樣品中金屬離子的干擾，可通過在分離柱前加裝預(yù)處理柱消除干擾。樣品在進(jìn)樣前，可通過0.45?μm水系針頭過濾器過濾來消除顆粒物對儀器系統(tǒng)的影響。

3??結(jié)束語

綜上所述，氨氮是水體中的主要耗氧污染物，對魚類和某些水生生物有害，在如今大力提倡環(huán)保理念的社會中，對工業(yè)廢水中氨氮含量的測定工作顯得非常重要。本文就采用離子色譜法測定工業(yè)廢水中氨氮含量進(jìn)行了探討，通過結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)案例，對測定實(shí)驗(yàn)作了系統(tǒng)的分析、研究，旨在為類似的實(shí)驗(yàn)提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]楊文英，王艷春.離子色譜法測定水中氨氮含量[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2005（11）.

[2]馬云云，譚金峰，王斌之.離子色譜法測定環(huán)境水樣中的氨氮[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2011（03）.

〔編輯：王霞〕

Ion?Chromatography?Industrial?Wastewater?Ammonia?Content

Yao?Rong

Abstract：?The?use?of?ion?chromatography?ammonia?content?of?industrial?waste?water?started?to?explore，?through?specific?experimental?analysis，?theory?and?experimental?instruments，?reagents?gave?an?overview?of?the?system，?and?the?experimental?results?are?analyzed?and?discussed，?with?a?view?to?provide?a?useful?reference?for?the?need?for?the?parties?concerned.

Key?words：?ion?chromatography;?industrial?waste;?ammonia?content;?water?pollution