水中氨氮测定方法的比较分析

安慧慧

(山西焦煤汾西矿业集团环保处环境监测公司，山西 晋中 032000)

水中氨氮测定方法的比较分析

安慧慧

(山西焦煤汾西矿业集团环保处环境监测公司，山西 晋中 032000)

对水中氨氮的各种测定方法进行比较，分析各种测定方法的优点与不足，为不同水样选择适合的方法进行氨氮测定提供参考，进而节省检测时间，降低技术人员工作压力。

水样；氨氮；测定方法

水中氨氮主要为游离氨(NH3)或是铵离子方式存在的氮，两种物质的构成比受水中的pH值影响。在pH值较高时，游离氨比重高；反之,铵盐比重大。水中氨氮的产生集中于生活用水中的氮有机物在微生物反应下的分解产物。氨氮是水质监测中的重要指标，常常作为水体污染情况和自净能力的评价指标，因此，对其测定方法进行比较及研究有重要意义[1]。

1 电化学分析

1.1 氨气敏电极法

1.2 离子选择电极法

铵离子电极法主要是基于能斯特原理下，通过有敏感膜的、能够对铵离子有针对性响应的电极接触待测水样，使膜内外发生电位，该电位与水中铵离子有着一定关联性，测得该电位即可得出水中氨氮含量。实践证明，该种方法测定结果偏差在0.5%以内，具有较强灵敏度、操作简单、测量结果精确等优点。

1.3 吹脱-电导法

该种方法在90 ℃温度下将水样中铵离子转为氨氮进行分析，通过气体将水中的氨氮吹出，使用5 mol/L硫酸吸收，吸收液电导率转化量浓度和氨氮吹出量在某一特定的浓度范围内恰好成正比。这种方法具有高精确度和精密度等特点。

2 仪器分析

2.1 凯氏定氮法

待测水样不经消解直接注入适量氢氧化钠，调节pH至弱碱性，使水中铵盐转为氨；蒸馏析出氨后，通过硼酸溶液吸收；随后，用电位滴定仪自动滴定。硼酸溶液吸收氨后，溶液pH值随之提升，使用硫酸溶液滴定到初始pH值，pH计控制滴定终点，通过消耗的硫酸量来推算水中氨氮含量。该方法对环境指标样品检测结果符合要求。

2.2 层析法

层析法是一项高效能的物理分离技术。这种方法具有较强的分离能力与高灵敏性，应用于分离分析成分较为复杂的样品中。某项实验中，使用国外某公司生产的ICS-3000离子色谱仪，OIONXCS12A型分离柱，待测样品通过0.45 μm微孔滤膜过滤后进行测定，其结果相较于纳氏方法无明显变化。层析法具有简便、节省时间、灵敏性高、无污染等特点，有待进一步推广。

3 分光光度分析

分光光度法在氨氮测定中最为常用。由于具有理想的选择性与灵敏性，因此也是国际上十分推荐的方法。分光光度分析包含纳氏试剂法、水杨酸-次氯酸盐法以及靛酚蓝光度方法。

3.1 纳氏试剂法

纳氏试剂法基于碘化汞与碘化钾的碱性溶液和氨反应形成淡红棕色胶状化合物，该颜色在波长410 nm～425 nm具有较强的吸收，进而完成水中氨氮测定。水中含有余氯、钙镁等金属离子、悬浮物、硫化物、有机物时会对测定有影响。因此，在测定包含以上物质的水样时，需要进行有效的前处理，以避免对测量结果的影响。例如，对于金属离子影响，可以通过注入一定的酒石酸钾钠掩蔽进行抵消。纳氏试剂光度法主要应用于工业废水、生活污水、地表水中氨氮含量的测定，最低检出浓度在0.025 mg/L，测定最大限度为2 mg/L。使用该种方法具有迅速、高灵敏、精确的特点。但对显色剂要求较高，且纳氏试剂作为重要的显色剂具有一定的毒性；实验后的废液会引起一些环境问题，建议慎重选择[2]。

3.2 水杨酸-次氯酸盐光度法

方法的原理是，在亚硝基铁氰化钠存在的前提下，铵与水杨酸和次氯酸离子反应形成蓝色化合物，在波长为697 nm处吸收最强，其最低检验浓度在0.01 mg/L，测定最大限度为1 mg/L。该方法一般应用于饮用水、生活污水中氨氮含量的测定，也可用于测定部分工业废水中的氨氮含量。水杨酸盐方法灵敏，稳定性很好。但对试剂要求较高，流程繁琐，且要求水样进行蒸馏预处理，因此测定时间较长。

3.3 靛酚蓝光度法

该种方法是水中铵态氮在强碱性环境下和苯酚、次氯酸钠相互作用，形成稳定的水溶性燃料靛酚蓝。当水样中氨氮质量浓度在0.01 mg/L～0.5 mg/L时，吸光度与铵态氮含量成正向比，能够在625 nm位置比色测定。在实际研究中发现，显色液中含有0.8 mmol/L的EDTA时，可以有效掩蔽金属离子的干扰，测定各类污水中氨氮含量的结果均比较理想。该种方法测定结果准确、灵敏度高，试剂配制简单且性态稳定，灵敏度在0.01 mg/L，比纳氏试剂分光光度法更加灵敏，适合于氨氮量较少的水样检测。

4 其他分析法

4.1 流动注射法

4.2 荧光法

荧光法主要基于一些物质在紫外光条件下形成荧光的特点，开展物质的定性与定量分析。在碱性介质中，邻苯二甲醛和氨氮形成具有荧光特性的物质，荧光强度和氨质量浓度在2 μg/L～300 μg/L呈线性关系，通过对荧光强度的检验得出水中的氨氮含量。该方法检出限为1.95 μg/L。通过在碱性介质中氨与邻苯二甲醛和2-巯基乙醇作用，产生高荧光性吲哚取代衍生物的原理，构建测定水溶液内微量氨的直接荧光法与流动注射荧光法。为提升反应体系稳定性，通常要注入非离子活性剂。该方法常用于海水中微量氨氮的测定。

4.3 气相分子吸收光谱法

该方法原理是，让水中氨和铵盐经过一定化学反应转化为二氧化氮气体，将生成的气体通过空气载入气相分子吸收光谱吸收管内，检测气体在锌空心阴极213.9 nm波长处的吸光强度，进而推算出水样中氨氮含量。化学反应在0.5 mol/L柠檬酸盐溶液内进行。首先，在样品中加入无水乙酸并煮沸，消除亚硝酸盐的影响；然后，加入次溴酸盐氧化剂，把氨和铵盐氧化成等量亚硝酸盐；再次，向反应体系中加入无水乙酸，形成二氧化氮气体。对该气体进行吸光度检测，即可得出待测样品的氨氮含量。这种方法具有测定结果稳定、防干扰等特点[3]。

4.4 酶法

在谷氨酸脱氢酶作用下产生如下反应式(1)。

(1)

利用测定还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸NADH吸光度的变化，得出酶促反应速率，对应不同NH4CI浓度绘制标准曲线，测得样品吸光度，从曲线上查得氨氮浓度值。这种方法具有稳定、精确、迅速等特点，适用于复杂样品的测定。

5 结语

不同的测定方法具有不同特点。分光光度法具有仪器使用简便、操作简单的特点，是国际上较为提倡的方法。同时，由于测量的水体性质千差万别、十分复杂，从而对氨氮测量方法的选择提出了不同要求。针对不同水体选择适宜的测定方法，测量过程尽量做到装置小型化、人性化、便于操作、便于保护等，仪器自动化和联用技术是今后发展的主导方向。

[1] 马淑勍,梁滨.利用自动分析仪测定水中氨氮的方法研究[J].山东化工,2015，44(4):62-64.

[2] 吴丽,古丽娜尔·艾合坦木,李欣.纳氏试剂比色法测定水体中氨氮常见问题与解决办法[J].干旱环境监测,2017，31(1):44-48.

[3] 陈小霞,卢登峰,李耕.气相分子吸收光谱法测定水体中氨氮的应用及相关研究[J].福建分析测试,2015，24(5):53-55.

Comparison and analysis of determination methods of ammonia nitrogen in water

AN Huihui

(Environmental Monitoring Co., Ltd., Environmental Protection Department，Fenxi Mining Industry Group Environmental，Shanxi Coking Coal Group，Jinzhong Shanxi 032000, China)

A sequence of measurement methods of ammonia nitrogen in water are compared. The advantages and disadvantages of various determination methods are analyzed, providing reference for selecting suitable method for the determination of ammonia nitrogen in different water samples, so as to save the test time, reduce the working pressure of technical personnel.

water sample; ammonia nitrogen; determination method

2017-04-08

安慧慧，女，1987年出生，2011年毕业于中北大学，本科，助理工程师。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.04.18

O65；X832

A

1004-7050(2017)04-0055-03

分析与测试