地表水及地下水中氨氮分析前处理方法的探讨

王日华

(山西省环境监测中心站，山西 太原 030027)

我国目前测定水中氨氮的主要方法有纳氏试剂分光光度法、水杨酸分光光度法、流动注射法、蒸馏中和滴定法等，而纳氏试剂法以操作简单、灵敏度高、重现性好被广泛采用。纳氏试剂分光光度法测氨氮，需要对水样进行预处理。标准HJ535-2009中表明“在显色时加入适量的酒石酸钾钠溶液，可消除钙镁等离子的干扰。若水样浑浊或有颜色时可用预蒸馏法或絮凝沉淀法处理。”实际分析过程中，氨氮浓度低水质清的水样，加入酒石酸钾钠不足以消除钙镁等金属离子的污染，还会使溶液产生浑浊影响比色，需要另外进行前处理[2-3]。

721型分光光度计；500 mL氨氮蒸馏装置；50 mL具塞比色管。

氨氮标准使用液，ρ(N)=10.0 mg/L；纳氏试剂,天津基准化学试剂有限公司；酒石酸钾钠,500 g/L；氧化镁,经500 ℃烘干以去除碳酸盐；溴百里酚蓝指示剂,0.5 g/L；硫酸锌溶液,100 g/L。以上所用试剂均为分析纯，水样稀释和试剂配制均用无氨水。

取适量经处理过的水样作试样，放于50 mL比色管中并用纯水定容至50 mL，加入1 mL酒石酸钾钠和1.5 mL纳氏试剂，摇匀放置10 min后，在420 nm波长下用20 mm比色皿，以水作参比，在721可见分光光度计上测定。

本实验分别采集了山西省内地下水、地表水5个水样，分别对同一水样进行3种不同的前处理，对比分析了这些不同处理步骤对测定结果的影响。

方法一：不经任何前处理；

方法二(絮凝沉淀法)：在200 mL水样中加入2 mL硫酸锌溶液和数滴氢氧化钠溶液(500 g/L)，调节pH约为10.5，混匀放置使之沉淀，倾取上清液分析；

方法三(预蒸馏法)：将50 mL纯水作为吸收液移入接收瓶内，确保冷凝管出口在液面之下。分取250 mL水样移入烧瓶中，加几滴溴百里酚蓝指示剂，加入0.25 g轻质氧化镁及数粒玻璃珠，立即连接氮球和冷凝管。加热蒸馏，馏出液速率约为10 mL/min，待馏出液收集到200 mL后取下，定容至250 mL进行测定。

絮凝沉淀的目的是要将溶液中的颗粒物絮凝沉淀，标准溶液性质稳定纯度高几乎不含干扰物，絮凝沉淀后并不会影响标准溶液浓度，所以絮凝沉淀后不需要重新绘制曲线。而标准溶液经蒸馏法预处理后考虑到吸收率的问题需要重新绘制标准曲线。

2.1.1 不经处理及絮凝沉淀法标准曲线绘制

吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00 mL铵标准使用液(10.0 mg/L)于50 mL比色管中，并用纯水定容至50 mL，加入1 mL酒石酸钾钠和1.5 mL纳氏试剂，摇匀放置10 min后，在420 nm波长下用20 mm比色皿，以水作参比，在721可见分光光度计上测定其吸光度。标准曲线的回归方程：y=0.006 9x+0.003 9，相关系数为0.999 8。

2.1.2 蒸馏法标准曲线绘制

将50 mL纯水作为吸收液移入接收瓶内，确保冷凝管出口在液面之下。取250 mL铵标准使用液(10.0 mg/L)移入烧瓶中，加几滴溴百里酚蓝指示剂，加入0.25 g轻质氧化镁及数粒玻璃珠，立即连接氮球和冷凝管。加热蒸馏，使馏出液速率约为10 mL/min，待馏出液收集到200 mL后取下，定容至250 mL待用。

吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00 mL上述馏出液于50 mL比色管中，纯水定容至50 mL，再向比色管依次加入1 mL酒石酸钾钠和1.5 mL纳氏试剂，摇匀放置10 min后，在420 nm波长下用20 mm比色皿，以水作参比，在721可见分光光度计上测定其吸光度。标准曲线的回归方程：y=0.006 5x+0.005 9，相关系数为0.999 3。

标准样品为国家环保部标准样研究所监制，编号分别为2005101和200593。移取标准样品10.00 mL加入容量瓶，定容至250 mL，编号为2005101的标准值为(1.12±0.07)mg/L，编号为200593的标准值为(30.4±1.8)mg/L。本次是采用3种方法进行比对：不经任何预处理直接取适量水样作试样测氨氮；经絮凝沉淀后取上层清液作试样测氨氮；经预蒸馏后作试样测氨氮。3种方法分别吸取原液、絮凝沉淀后的上清液以及馏出液，取样量相同，比色所加显色剂等条件步骤均相同。测定数据见表1。

表1 标准样品经不同前处理氨氮测定结果

由表1可知，3种方法对高低2个标准样品在相同条件下测定，测得结果均在标准值范围内，回收率均在95%～105%，满足要求。说明这三种前处理方法对于标准样品都适用。

实际样品是以5个比较清的地表水和地下水，5个比较浊的污水，共10个样品为例进行测定,每个样品采用以上3种前处理方法进行比对，结果见表2。

表2 水样经不同前处理氨氮测定结果对照表

由表2可见,水样在不作任何前处理测定和经絮凝沉淀后测定溶液均不同程度浑浊不能比色；水样经蒸馏后测定均不产生浑浊，加标回收的回收率在95%～105%。说明氨氮浓度比较低，水质比较清，取样量比较大的水样，直接测定产生浑浊的情况下，可以采用蒸馏法进行前处理测定，或者直接采用蒸馏法进行前处理测定。

标准HJ535-2009中提到“在显色时加入适量的酒石酸钾钠溶液，可消除钙镁等离子的干扰。若水样浑浊或有颜色时可用预蒸馏法或絮凝沉淀法处理。”在实际测定过程中，对于一些水质非常清、氨氮浓度低的水样，取样体积较大，不需要稀释或者稀释倍数很小，干扰物钙镁离子的浓度也没有得到很大的稀释，加入酒石酸钾钠溶液起不到消除干扰的作用，在加入纳氏试剂后或多或少还是会浑浊影响比色，这种情况下需要将水样进行蒸馏法前处理。