氨氮水杨酸分光光度测定法的改进

张 卫，孙 奕，王亮亮，张春鹏，田 鑫，符伟杰*，唐跃平

(1.水利部南京水利水文自动化研究所，江苏 南京 210012；2.水利部水文水资源监测工程技术研究中心，江苏 南京 210012；3.河海大学计算机与信息学院，江苏 南京 210098；4.河海大学物联网工程学院，江苏 常州 213022)

氨氮水杨酸分光光度测定法的改进

张 卫1,2，孙 奕1,2，王亮亮1,2，张春鹏3，田 鑫4，符伟杰1,2*，唐跃平1,2

(1.水利部南京水利水文自动化研究所，江苏 南京 210012；2.水利部水文水资源监测工程技术研究中心，江苏 南京 210012；3.河海大学计算机与信息学院，江苏 南京 210098；4.河海大学物联网工程学院，江苏 常州 213022)

水中氨氮浓度是反映水质状况的重要参数。对环境标准(HJ 536-2009)中氨氮测定方法进行改进。结果表明，改进后的方法显色反应仅需5 min，比环境标准快12倍；氨氮检测的线性范围为0.01～5.0 mg·L-1，检出限为0.007 mg·L-1，均优于环境标准。对自来水中氨氮进行分析，加标回收率为98.2%～103.4%，表明改进后的方法适用于水样中氨氮的检测。

氨氮；水杨酸分光光度法；改进

氨氮是地表水环境监测的基本项目，是河流水质监测评价的重要项目之一[3-6]。水中氨氮来源于生活污水、工业废水以及农田排水等。水中氨氮超标是水体富营养化的重要指标，严重影响生态环境，危害人类和其它生物的生存，特别是鱼类的生存[7-9]。作者在环境标准HJ536-2009《水质 氨氮的测定 水杨酸分光光度法》[10]的基础上加以改进，并将改进后的方法用于实际水样中氨氮浓度的测定，拟为快速、简便、准确地检测氨氮浓度提供一种更优的方法。

1 实验

1.1 试剂与仪器

亚硝基铁氰化钠，阿拉丁试剂公司；水杨酸、氯化铵、左旋酒石酸、氢氧化钠等均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司；次氯酸钠，化学纯，凌峰化工；实验用水均为超纯水(18.2 MΩ· cm-1)，赛多利斯。

759MC型比例双光束紫外可见分光光度计，上海菁华；电子天平，德国赛多利斯公司；PHS-3C型pH 计，上海雷磁公司；移液器，大龙仪器。

1.2 试剂的配制

试剂组成是在布朗卢比(Bran+Luebbe)氨氮在线分析仪试剂配方的基础上进行优化得到的，即最优的实验条件。

试剂A由9.5%(质量分数，下同)次氯酸钠和8.0%氢氧化钠组成。

试剂B由8.0%亚硝基铁氰化钠、6.9%水杨酸、8.1%左旋酒石酸和6.4%氢氧化钠组成。

1.3 氨氮的检测

用移液器分别移取0.3 mL试剂A、B于10 mL具塞比色试管中，然后加入不同浓度的NH4Cl溶液，混匀，定容。在室温下反应5 min后，移取适当体积的反应液于比色皿中测定其吸收光谱。以反应液在700 nm处的吸光度为纵坐标、NH4Cl浓度为横坐标绘制标准曲线。

1.4 实际样品的测定

首先采用标准加入法计算自来水中氨氮的回收率，然后对生活污水水样进行分析，在最优的实验条件下测定水样中氨氮的浓度。

2 结果与讨论

2.1 不同浓度NH4Cl反应动力学曲线

在最优的实验条件下，测定了不同浓度NH4Cl的反应动力学曲线，如图1所示。

1～9，NH4Cl浓度(mg·L-1)：0、0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、2.5、5.0、10.0

由图1可知，反应时间相同时，溶液的吸光度随着NH4Cl浓度的增大而增大；NH4Cl浓度相同时，溶液的吸光度随着反应时间的延长逐渐增大，在 5 min左右趋于平衡。因此，选择5 min作为氨氮检测的时间，这比环境标准(HJ 536-2009)规定的60 min快12倍。

2.2 不同浓度NH4Cl的吸收光谱

在最优的实验条件下，将不同浓度的NH4Cl加入到反应液中，5 min后测定其吸收光谱，结果如图2所示。

由图2可知，随着NH4Cl浓度的增大，反应液的吸光度逐渐增大。

2.3 NH4Cl的标准曲线(图3)

图3 NH4Cl的标准曲线

由图3可知，NH4Cl浓度在0.01～5.0 mg·L-1范围内与吸光度呈良好的线性关系，线性方程为y=0.6459x+0.01854(R2=0.9990)，检出限低至0.007mg·L-1(S/N=3)。该方法与环境标准(HJ 536-2009)相比，无论是检出限、反应时间还是线性范围均具有明显的优势(表1)。

表1 本方法与环境标准(HJ 536-2009)对比

2.4 NH4Cl的加标回收率的测定

采用标准加入法测定自来水中氨氮的回收率，结果如表2所示。

表2 自来水中氨氮的加标回收率

Tab.2 Adding standard recovery of ammonia nitrogen in tap water

由表2可知，氨氮的加标回收率在98.2%～103.4%之间，表明该方法可用于实际水样中氨氮的测定。

2.5 实际水样的测定

在最优的实验条件下，测定实际水样中氨氮的浓度，经计算得到氨氮的平均值为6.76 mg·L-1，测量的标准偏差(s)为0.03，相对标准偏差(RSD)为1.33%。

3 结论

对环境标准(HJ 536-2009)测定方法进行改进。结果表明，改进后的方法显色反应仅需5 min，比环境标准快12倍；氨氮检测的线性范围为0.01～5.0 mg·L-1，检出限为0.007 mg·L-1，均优于环境标准。改进后的方法大大缩短了氨氮检测时间且检测流程更加简单，线性范围更宽，灵敏度更高，并成功用于实际水样中氨氮的分析检测，具有广阔的应用前景。

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[10] HJ 536-2009，水质 氨氮的测定 水杨酸分光光度法[S].

Improvement in Salicylic Acid Spectrophotometry for Ammonia Nitrogen

ZHANG Wei1,2,SUN Yi1,2,WANG Liang-liang1,2, ZHANG Chun-peng3,TIAN Xin4,FU Wei-jie1,2*,TANG Yue-ping1,2

(1.NanjingAutomationInstituteofWaterConservancyandHydrology,MinistryofWaterResources,Nanjing210012,China;2.HydrologyandWaterResourcesMonitoringEngineeringTechnologyResearchCenter,MinistryofWaterResources,Nanjing210012,China;3.CollegeofComputerandInformation,HohaiUniversity,Nanjing210098,China；4.CollegeofInternetofThingsEngineering,HohaiUniversity,Changzhou213022,China)

Theconcentrationofammonianitrogeninwaterisanimportantparameterofwaterquality.Weimprovedthedeterminationmethodofammonianitrogenintheenvironmentalstandard(HJ536-2009) .Theresultsshowedthatcolorreactiononlytook5min,whichwas12timesfasterthanthatoftheenvironmentalstandard.Inaddition,thelinearrangewasfrom0.01mg·L-1to5.0mg·L-1,andthedetectionlimitwas0.007mg·L-1,whichwerebetterthanthoseoftheenvironmentalstandard.Weanalyzedammonianitrogenintapwatersamples,andtheaddingstandardrecoverywas98.2%～103.4%,whichindicatedthattheimprovedmethodwassuitableforthedeterminationofammonianitrogeninrealwatersamples.

ammonianitrogen；salicylicacidspectrophotometry；improvement

水利部南京水利水文自动化研究所科研启动基金项目(YJZS1515004)

2017-03-15

张卫(1988-)，男，安徽滁州人，助理工程师，研究方向：分析化学，E-mail:zhangwei@nsy.com.cn；通讯作者：符伟杰，高级工程师，E-mail:fuweijie@nsy.com.cn。

10.3969/j.issn.1672-5425.2017.08.014

O657.32

A

1672-5425(2017)08-0068-03

张卫，孙奕，王亮亮,等.氨氮水杨酸分光光度测定法的改进[J].化学与生物工程，2017，34(8)：68-70.