水中氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮及总氮的测定

王运容

（重庆高峰环境监测有限公司，重庆 万州 404000）

连续流动分析法可快速测定污水中氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮以及总氮部分，在结合优化方案测量环境中，再结合实验条件可将污水测量值控制在保证值范围内，提高污水水样回收率达到96.0%以上。连续流动分析法已经成为当前污水测定实验应用中的主要技术。

1 关于连续流动分析法

1.1 连续流动分析法概述

连续流动分析法技术诞生于上世纪50 年代，并在70 年代得以发展普及。作为一种经典的分析技术，它的基本原理就是将生成有色化合物过程中所有需要人工操作完成的化学反应联系起来，利用优化设计方案设计成一套相互串联的化学反应器。保证样品及反应试剂完全进入到化学反应器流路中并自动按照顺序完成化学反应。在该技术应用中存在多种操作，例如透析膜代替过滤稀释化学反应操作、加热混合圈代替化学加热化学反应操作等等。同时它也能基于标准物及样品连续化学反应构建反应模板，在物质连续流动过程中进行化学反应，最终形成各种有色化合物。目前该技术已经与计算机软件相关联，通过软件自动计算获得结果，实现高精度且重现性良好的自动化分析，最大限度提升分析速度，因此该技术目前也被广泛应用于批量样品的实验分析过程中[1]。

1.2 污水主要指标测定与连续流动分析法

工业废水是当前城市化发展中的主要污水，有关工业废水限排的主要指标就包括了总氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。目前国内用于测量这些指标的主要实验方法为碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法（总氮）、蒸馏后纳氏试剂比色法（氨氮）、分光度比色法（亚硝酸盐氮、硝酸盐氮）。考虑到工业排放废水中成分相当复杂，如果采用传统检测方法必须对水样进行预处理，如此操作可能导致实验分析成本过高，同时费时费力、污染环境，所以目前许多工业生产企业会采用到连续流动分析法。连续流动分析法采用连续流动注射仪配合连续进样进行综合分析，它可同步实验测定5 项以上的指标检测项目。相比于常规手工操作分析，该方法可大幅度减少仪器设备、试剂以及人员测定误差，而且其实验测定过程简单快速，除工业废水指标测定外，它也可被广泛应用于地表水、地下水以及废水排污口水质的监测测定过程中，具有较高的技术实用性价值与推广价值[2]。

2 基于连续流动分析法的工业废水指标实验分析

如上文所述，基于连续流动分析法的工业废水指标实验目前非常常见，它相比于传统实验分析方法在技术应用方面更先进，且实验数据结果精确度更高，下文就详细介绍基于连续流动分析法的工业废水指标实验过程。

2.1 实验仪器及试剂选择

实验中所采用的仪器设备主要包括了连续流动分析仪、微型计算机和数据交换器。主要试剂包括了氧化试剂、测定氨氮用试剂、水杨酸钠溶液、蒸馏水以及二氯异氰尿酸钠等。在测定前将所有样品管、试剂管清洗干净，确保它们的空白吸光度多次测定的重现性很好，相对标准偏差不大于5.0%。然后将所有仪器调零，准备样品测定，主要由仪器直读方法测定实验检测结果。

2.2 实验配制标准溶液

实验中配制0.5mg/L~2.5mg/L 的氨氮标准溶液，并采用蒸馏水定容。再配制0.4mg/L~2.2mg/L 的亚硝酸盐氮标准溶液，采用蒸馏水定容；最后配制0.04mg/L~3.50mg/L 的总氮标准溶液，采用蒸馏水定容。

2.3 实验样品处理与参数设置

实验中将所有采集的样品盛放于干净的聚乙烯容器中，并在样品中投放浓硫酸进行中和调节使样品pH≤2.0，避免空气中氨氮对样品造成污染。另外再采用现配制硫酸调节样品pH 值，用石蜡封住标准溶液样品待用。

在参数设置方面，首先保证样品处理时间大约在80s 左右，冲洗时间同样为80s，设置空气载入时间为2s，另外需要30min 用于稳定系统[3]，当然每个实验室可根据具体情况设置参数。

3 实验步骤

实验中所采用的是拥有4 针、6 通道的连续流动分析仪，结合不同实验项目设计管路连接，再按照单标构建单针单通道，设计具体实验方案。

在实验准备阶段首先打开主机电源，首先将蒸馏水与试剂连接，导入到带有标识的进液导管中，等待基线稳定后再开始实验。

在实验阶段，首先在1 号针通道进行对总氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮以及氨氮的总体检测。在实验过程中保证进样品后对同一种待测样品进行3 次采集检测。然后再在不同实验条件下对不同定量的各种物质进行实验检测。以总氮测定为例，将主机打开并利用紫外消解器加热，当加热恒温到95℃±2℃时样品中的总氮与过硫酸钾发生反应，全部转化为硝酸盐。此时利用连续流动分析仪进行物质还原、重氮化处理、最后展开显色反应，在560nm 位置测定物质吸光度，最后利用微机系统直读获取检测结果[4]。

在2 号针通道中对氨氮进行检测测定。实验条件为120℃，将氮气作为载气，此时蒸馏样品中的氨经过氯化作用最终形成氯化铵，再与水杨酸发生化学反应，形成5-氨基水杨酸。反应物在经过氧化与氧化络合处理后，继续在40℃的条件下进行显色温度实验，以便于样品形成具有绿色络合物。最后在绿色络合物中加入亚硝基铁氰化钠催化剂，保证在600nm 位置处测定氨氮样品吸光度，最后由微机系统直读检测获得结果。

在实验中，另外还剩余2 针4 通道，可根据实验检测项目需要进行设计调节，例如可对工业废水中的总磷、硫化物、阴离子等等进行检测分析，获得所需要数据结果[5]。

4 实验结果讨论

在实验中建立标准曲线，确保仪器设备在实验给定检测范围内设定各个主要指标的相应参数，然后展开测定过程。一般来说，通过该实验测量工业废水中主要指标可获得良好的标准曲线线性关系，基本能够满足实验室质量控制相关要求。以总氮测定实验结果为例，如图1。

图1 总氮标准曲线示意图

为了有效验证连续流动分析法测定工业废水中主要指标的准确性，可利用标准物质与实验结果进行对比。以总氮测量为例，可首先测量它的理论值，然后基于质量浓度给出它工业废水测定的5 组测定值，计算获得平均值，最后就能计算获得5 组质量浓度数据的相对标准偏差。在排污口水样加标回收实验中测量获得总氮的测定值为7.58，加标值为1.0，测定总量为8.62（回收率%=100*（8.62-7.58） /1.0），回收率达到104.0%。

而在亚硝酸盐氮的测定过程中，则要将主机中的镉柱、紫外消解器关闭，将待测样品与二氨基苯磺酸、亚硝酸盐结合，最终形成重氮化合物，再利用α—萘基乙烯二胺生成高级偶氮基染色物，并在560nm 位置处进行一次吸光度测定实验，利用微机系统直读检测获得测定结果[6]。

5 结语

综上所述，如果采用传统中的萃取、蒸馏、紫外消解等预处理技术，其稳定性较差且实验成本较高，经常无法获得准确的分析数据。所以本文中探讨了连续流动分析法，希望基于其成熟的技术内容模式与良好的稳定性与重现性提高工业废水中氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮以及总氮的测定结果精度，并为企业节约大量测定成本，提高企业生产经济效益。