連續(xù)流動分析-分光光度法在水體氨氮快速檢測的質(zhì)量控制分析

李曉娜

(營口市水利勘測建筑設(shè)計院有限公司，遼寧 營口 115000)

1 概 述

游離態(tài)氨和離子氨是氨氮在水體中主要存在的氮形式，工業(yè)廢水、生活污水以及農(nóng)田含氮有機物排水是水體中氨氮的主要來源[1]。地表水中氨氮濃度若超過標(biāo)準(zhǔn)值則會出現(xiàn)富營養(yǎng)化的現(xiàn)象，使得水體中藍(lán)藻和水草大量進(jìn)行繁殖，從而影響地表水水質(zhì)狀況[2]。此外河流水體中氨氮含量過高，會有所魚類等其他水生生物有所毒害，若作為飲用地表水會得人們的身體健康產(chǎn)生嚴(yán)重的影響[3]。近些年來，隨著社會經(jīng)濟快速發(fā)展，氨氮已經(jīng)成為地區(qū)水質(zhì)影響的重要指標(biāo)，為保證區(qū)域用水安全，需要對水體中氨氮進(jìn)行檢測，從而確保區(qū)域用水安全。目前，對于氨氮檢測的幾種常規(guī)方法分別為試劑分光光度法[4-6]、氣相分子吸收光譜法[7]、蒸餾和滴定法[8]、離子色譜法[9]、電極法[10]等，這些方法的缺點在于試劑分光光度法測定時間較長，不適合于水體氨氮的快速檢測。蒸餾和滴定法不適合于濃度較低的氨氮檢測。氣象分析吸收光譜法操作流程要求較為嚴(yán)格，檢測人員負(fù)荷較大。電極測定方法不能對水樣進(jìn)行預(yù)先處理且檢測范圍收到限制。連續(xù)流動分析-分光光度法在地表、地下水以及排污口水質(zhì)監(jiān)測均具有適用性[11-15]，且該方法具有連續(xù)、操作簡單的特點，在許多區(qū)域得到應(yīng)用，但在丹東地區(qū)應(yīng)用還較少，為此文章從方法適用性的角度出發(fā)，分析了該方法在丹東地區(qū)地表水體氨氮檢測的適用性，并對其檢測質(zhì)量控制措施進(jìn)行分析。成果對于丹東地區(qū)地表水氨氮快速、準(zhǔn)確檢測具有參考意義。

2 試驗方法

2.1 試驗設(shè)備

采用連續(xù)流動分析-分光光度法進(jìn)行水體氨氮檢測主要采用4項試驗設(shè)備，試驗設(shè)備分別為化學(xué)分析設(shè)備、自動進(jìn)樣設(shè)備、比色檢測設(shè)備、數(shù)據(jù)分析處理設(shè)備。連續(xù)流動分析-分光光度法氨氮主要試驗設(shè)備，見表1。

表1 連續(xù)流動分析-分光光度法氨氮主要試驗設(shè)備

2.2 試驗試劑

采用連續(xù)流動分析-分光光度法需要7種試驗試劑進(jìn)行水體氨氮檢測，連續(xù)流動分析-分光光度法氨氮主要試驗試劑，見表2。

表2 連續(xù)流動分析-分光光度法氨氮主要試驗試劑

續(xù)表2 連續(xù)流動分析-分光光度法氨氮主要試驗試劑

3 試驗結(jié)果

3.1 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

在500ml的容量瓶中取出配置好的5ml試驗標(biāo)準(zhǔn)溶液，對比分析兩種氨氮測定方法的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線分析，不同方法對水體氨氮檢測的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線測定結(jié)果，見表3。

表3 不同方法對水體氨氮檢測的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線測定結(jié)果

在制作氨氮測定標(biāo)準(zhǔn)工作曲線時，一般取置信度為95%，按照零濃度水樣品測定值和常規(guī)水樣品氨氮測定值之間的差異程度即表示為氨氮測定方法的檢出限，在檢驗時一般重復(fù)進(jìn)行20次試驗進(jìn)行空白平行標(biāo)準(zhǔn)偏差的測定。氨氮采用連續(xù)流動分析-分光光度法進(jìn)行檢測的檢出限為0.009mg/l，而氣相分析吸收光譜法對于氨氮檢出限為0.012mg/l，可見連續(xù)流動分析-分光光度法較氣相分析吸收光譜法更容易對低濃度氨氮進(jìn)行測定。從兩種方法測定的氨氮檢測標(biāo)準(zhǔn)曲線可看出，兩種方法的氨氮測定濃度和吸光度均具有良好的相關(guān)性，連續(xù)流動分析-分光光度法相關(guān)系數(shù)好于氣相分析吸收光譜法。

3.2 準(zhǔn)確度和精密度試驗分析

采用濃度分別為0.491±0.002mg/l和0.553±0.003mg/l的標(biāo)準(zhǔn)樣品對不同方法氨氮檢測的準(zhǔn)確度進(jìn)行試驗，兩種水體氨氮檢測方法的準(zhǔn)確度試驗結(jié)果，見表4；并結(jié)合不同檢測濃度水樣數(shù)據(jù)，對不同方法氨氮檢測的精密度進(jìn)行試驗，兩種水體氨氮檢測方法的精密度試驗結(jié)果，見表5。

表4 兩種水體氨氮檢測方法的準(zhǔn)確度試驗結(jié)果

表5 兩種水體氨氮檢測方法的精密度試驗結(jié)果

從準(zhǔn)確度試驗分析結(jié)果可看出，連續(xù)流動分析-分光光度法和氣相分析吸收光譜法的測定的準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)偏差均在1%內(nèi)，符合國家水質(zhì)檢測的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的標(biāo)準(zhǔn)偏差在5%內(nèi)，表明兩種氨氮檢測方法均在最大的不確定度允許范圍內(nèi)，但兩種標(biāo)準(zhǔn)濃度下連續(xù)流動分析-分光光度法的不確定度標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于氣相分析吸收光譜法，其氨氮檢測的準(zhǔn)確度較好，這主要時因為對水樣進(jìn)行了預(yù)先處理，降低了水樣中其他干擾物影響，從而提高了其準(zhǔn)確度。對常規(guī)水樣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測定6次，對兩種方法下氨氮測定的相對偏差進(jìn)行分析，從而統(tǒng)計分析不同氨氮測定方法的精密度，從各方法精密度試驗結(jié)果可看出，連續(xù)流動分析-分光光度法和氣相分析吸收光譜法對濃度較高的水樣其測定的相對偏差均在5%以內(nèi)，滿足國家水質(zhì)檢測的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的相對偏差在10%內(nèi)的控制要求，此外連續(xù)流動分析-分光光度法在6次測定試驗其精密度也好于氣相分析吸收光譜法。

3 質(zhì)量控制措施

1)考慮水體中的氨濃度受到細(xì)菌分解、蒸發(fā)、光化學(xué)以及微生物影響程度較高，在檢測水體中氨氮濃度之前，建議采用冷藏方式進(jìn)行水樣的保存和運輸，并盡快進(jìn)行氨氮的檢測試驗，水源地氨氮由于濃度較低，采用濃度在0.8-1mL濃硫酸進(jìn)行稀釋后進(jìn)行水樣的固定，并將水樣PH值調(diào)節(jié)至酸性，為避免揮發(fā)水體中的氨氣，建議盡快對采集的水樣進(jìn)行氨氮檢測。

2)建議盡量在現(xiàn)場配置無氨水進(jìn)行水體中氨氮檢測，從而降低采用器皿受到污染造成的氨氮濃度測定偏差影響，通過對碘化汞進(jìn)行攪拌溶解完成并存在少量沉淀物后，再加入碘化鉀溶液進(jìn)行納氏試劑的現(xiàn)場配置，此外碘化鉀在納氏試劑中的用量不宜過多，這主要時因為加入過多的碘化鉀會使得水體中氨與試劑出現(xiàn)較淺的顯色，從而對水體中氨氮檢測質(zhì)量產(chǎn)生影響。

3)水體中氨氮濃度的差異隨著PH的變化而變化，在進(jìn)行氨氮檢測時建議將PH值穩(wěn)定在2.0較為適宜，在水樣中如果操作不當(dāng)加入濃硫酸則會很大程度影響氨氮檢測的準(zhǔn)確度。

4)水體渾濁度、干擾物以及色度對氨氮檢測濃度的準(zhǔn)確度均具有不同程度的影響，為降低這種影響，一般需要對水樣進(jìn)行預(yù)先處理，由于蒸餾和過濾兩種水樣預(yù)先處理方法較為緩慢，影響氨氮檢測的時效性，建議可優(yōu)先采用混凝沉淀方法對水樣進(jìn)行預(yù)先處理，從而保證水體中氨氮檢測的質(zhì)量。

4 結(jié) 論

1)連續(xù)流動分析-分光光度法可對水體中氨氮進(jìn)行大批量水樣的快速、連續(xù)測定，氨氮測定的準(zhǔn)確度和精密度滿足國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)檢測規(guī)范要求，且需要消耗的試劑量較小，適合于遼寧地區(qū)干擾物和懸浮物較多地表水體中的氨氮檢測；

2)建議在進(jìn)行氨氮檢測時將PH值穩(wěn)定在2.0較為適宜，從而降低水體PH值對水體氨氮檢測濃度質(zhì)量的影響；

3)為提高水體氨氮檢測的質(zhì)量，降低水體中濁度、干擾物以及色度對氨氮檢測準(zhǔn)確度的影響，建議優(yōu)先采用混凝沉淀方法對水樣進(jìn)行預(yù)先處理。