水楊酸法測(cè)定環(huán)境空氣氨含量的考察

文/張占虎

納氏法和水楊酸法分析環(huán)境空氣中氨含量的比較 // 考察納氏法和水楊酸法測(cè)定環(huán)境空氣中氨的靈敏度、準(zhǔn)確度和精密度。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，在滿足分析結(jié)果準(zhǔn)確性的前提下，嘗試采用水楊酸法替代納氏法來(lái)避免分析過(guò)程中氯化汞對(duì)操作人員、環(huán)境造成的危害，從而為我廠綠企創(chuàng)建、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造有利條件。

長(zhǎng)期以來(lái)，環(huán)境空氣中氨含量分析，一般采用氯化汞法監(jiān)測(cè)，但因該分析方法中要使用到劇毒試劑氯化汞，作為國(guó)家政府部門重點(diǎn)監(jiān)控藥劑，在藥劑采購(gòu)、運(yùn)送、貯存、處置環(huán)節(jié)中讓企業(yè)捉襟見(jiàn)肘。另外在分析作業(yè)環(huán)節(jié)，使用劇毒試劑會(huì)對(duì)直接作業(yè)人員造成健康危害，存在較高風(fēng)險(xiǎn)。所產(chǎn)生劇毒廢液需要有資質(zhì)單位進(jìn)行處置，面臨處理費(fèi)用高、全過(guò)程要跟蹤的困境。

打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)是黨的十九大作出的重大決策部署。綠水青山就是金山銀山，企業(yè)支持和服務(wù)地方環(huán)保工作建設(shè)是應(yīng)盡必盡的責(zé)任和義務(wù)。本文主要通過(guò)查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)掌握水楊酸法分析環(huán)境空氣中氨含量的優(yōu)越性，充分利用現(xiàn)有基礎(chǔ)條件，嘗試建立水楊酸法環(huán)境空氣氨分析試驗(yàn)方法，再通過(guò)兩種方法比對(duì)，測(cè)試其測(cè)定重復(fù)性和適用性，最終達(dá)到成功應(yīng)用分析的目標(biāo)。 本試驗(yàn)方法的建立和應(yīng)用，勢(shì)必為企業(yè)綠色生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的環(huán)境監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)。

實(shí)驗(yàn)部分

納氏試劑法：用稀硫酸溶液吸收空氣中的氨，生成的銨離子與納氏試劑反應(yīng)生成黃棕色絡(luò)合物，該絡(luò)合物的吸光度與氨的含量成正比，在420 nm 波長(zhǎng)處測(cè)量吸光度，根據(jù)吸光度計(jì)算空氣中氨的含量。

水楊酸法：氨被稀硫酸吸收液吸收后，生成硫酸銨。在亞硝基鐵氰化鈉存在下，銨離子與水楊酸和次氯酸鈉反應(yīng)生成藍(lán)色絡(luò)合物，在波長(zhǎng)697nm 處測(cè)定吸光度。吸光度與氨的含量成正比，根據(jù)吸光度計(jì)算氨的含量。

水楊酸法分析氨含量方法建立的探討

1.試劑配制

水楊酸-酒石酸鉀鈉溶液配制：由于實(shí)驗(yàn)室前期無(wú)成品水楊酸-酒石酸鉀鈉，未能實(shí)現(xiàn)直接配制。在查閱相關(guān)資料后，應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)的原理，試驗(yàn)利用水楊酸鈉和酒石酸鉀在氫氧化鉀溶液中相互反應(yīng)的原理，通過(guò)準(zhǔn)確計(jì)算加入的試劑量，得到方法中要求的水楊酸-酒石酸鉀鈉溶液。

化學(xué)反應(yīng)式：C6H4(OH)COOH+NaOH=C7H5O3Na+H2O

稱取11.52 g 水楊酸鈉置于150 ml 燒杯中，攪拌使之完全溶解。另稱取10.0 g 酒石酸鉀鈉，溶解于水，加熱煮沸以除去氨，冷卻后，與上述溶液合并移入200 ml 容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻。此溶液pH 為6.0～6.5，在2～5℃于棕色瓶中可以穩(wěn)定1 個(gè)月。

2.次氯酸鈉溶液中有效氯含量、游離堿濃度的測(cè)定

水楊酸方法中要求次氯酸鈉使用液中的有效氯含量ρ 為3.5 g/L，游離堿c 為0.75 mol/L。實(shí)驗(yàn)室僅有有效氯含量ρ 為16.89 g/L、游離堿c 為0.37 mol/L 的成品試劑，為達(dá)到試驗(yàn)要求，采用稀釋有效氯和濃縮游離堿的方式配制所要求濃度的次氯酸鈉溶液。

計(jì)算公式：C1V1=C2V2

根據(jù)上述公式進(jìn)行配置，吸取成品次氯酸鈉10.0 mL, 加入20.2 mLNaOH 溶液（2mol/L），再加入6.2 mL 蒸餾水，稀釋成含有效氯濃度為3.5 g/L，游離堿濃度為0.75 mol/L 的次氯酸鈉使用液。按方法說(shuō)明存放于棕色滴瓶?jī)?nèi)，本試劑可穩(wěn)定1 周。

3.標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

取7 支具塞10 mL 比色管，各管用水稀釋至10 mL，分別加入1.00 mL 水楊酸-酒石酸鉀鈉溶液，2 滴亞硝基鐵氰化鈉溶液，2滴次氯酸鈉使用液，搖勻，放置1 h。用10 mm 比色皿，于波長(zhǎng)697 nm 處，以水為參比，測(cè)定吸光度，見(jiàn)表1。以扣除試劑空白的吸光度為縱坐標(biāo)，氨含量（μg）為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，曲線相關(guān)性與所配制溶劑空白吸光度、試劑純度、樣品放置時(shí)間和溫度一一相關(guān)，因此，在實(shí)際操作中，必須全面嚴(yán)格按照規(guī)定條件和方法進(jìn)行，以保證測(cè)定的準(zhǔn)確性。

4.樣品的實(shí)際測(cè)定

采樣后補(bǔ)加適量水，將樣品溶液定容至10 mL。準(zhǔn)確吸取一定量樣品溶液于10 mL 比色管中（吸取量視樣品濃度而定），用吸收液稀釋至10 mL，加入1.0 mL 水楊酸-酒石酸鉀鈉溶液，2 滴亞硝基鐵氰化鈉溶液，2 滴次氯酸鈉使用液，搖勻，放置1 h。用10 mm 比色皿，于波長(zhǎng)697 nm 處，以水為參比，測(cè)定吸光度。以扣除試劑空白的吸光度為縱坐標(biāo)，氨含量（μg）為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

表1 標(biāo)準(zhǔn)溶液系列

表2 兩種方法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)定

表3 兩種方法測(cè)定3 個(gè)不同濃度點(diǎn)的環(huán)境空氣氨含量

納氏法和水楊酸法測(cè)試比對(duì)

選用同一標(biāo)準(zhǔn)溶液，由同一人操作，考察兩種方法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液的重復(fù)性，測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

由表2 可以得出，用兩種方法測(cè)定環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所提供的氨標(biāo)準(zhǔn)樣品(0.50 ± 0. 06)mg /L，測(cè)量結(jié)果表明：納氏法和水楊酸鹽法測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)樣品結(jié)果均在真值范圍內(nèi)。

再選取3 個(gè)不同濃度點(diǎn)的環(huán)境空氣氨含量實(shí)際樣品，分別用兩種方法進(jìn)行測(cè)試，并且每份樣品均做加標(biāo)回收（加標(biāo)量為2.0μg），考察兩種方法的差異性，數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

從表3 可以得出，用測(cè)定實(shí)際樣品表明，根據(jù)配對(duì)資料t 檢驗(yàn)(α=0.05)，t=1.316 ＜2. 086=t0.05（20），兩種方法測(cè)量結(jié)果無(wú)顯著差異，水楊酸法加標(biāo)回收率能滿足標(biāo)準(zhǔn)中92.4%～104%的測(cè)量要求。

結(jié)果與討論

從準(zhǔn)確度方面，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和加標(biāo)回收率得出，納氏法和水楊酸鹽法的準(zhǔn)確度較高，水楊酸鹽法的加標(biāo)回收率稍低于納氏法，是由于其試劑不能放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，氨可與氯發(fā)生反應(yīng)生成二氯氨或三氯氨，使測(cè)定結(jié)果偏低，回收率較低。從精密度方面來(lái)看，通過(guò)多次測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)樣品得出，納氏法和水楊酸鹽法的精密度均較高。

綜上所述，利用納氏法和水楊酸鹽法測(cè)定環(huán)境空氣中的氨均具有較高的靈敏度、準(zhǔn)確度和精密度，兩種方法比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在沒(méi)有指定具體分析方法時(shí)，水楊酸鹽法可以替代納氏法測(cè)定環(huán)境空氣中的氨，避免使用有毒試劑，不僅可以保護(hù)工作人員的身體健康，而且防止環(huán)境污染。