连续流动分析法和纳氏试剂分光光度法测定地表水氨氮的比较研究

摘要：采用连续流动分析法和纳氏试剂分光光度法对地表水中的氨氮进行测定和比较，两者测定结果有较大差别。连续流动分析法测定的氨氮浓度总体低于纳氏试剂分光光度法。鉴于地表水成分复杂，使用纳氏试剂分光光度法测定过程中虽经絮凝处理，但可能仍不能屏蔽全部金属离子的干扰，对氨氮浓度测定的准确性有一定影响，而流动分析方法是基于水杨酸分光光度法，使用柠檬酸三钠作为掩蔽剂，有效屏蔽了金属离子的干扰，且具有试剂安全、操作简便、分析速度快、检测精准度高等特点，建议推广流动分析法测定地表水中的氨氮。

关键词：流动分析法;纳氏试剂分光光度法;水质;测定;氨氮

中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）11-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.039

Comparative study on continuous flow analysis and Nesslers reagent spectrophotometry in determination of ammonia nitrogen in surface water

Zhang Zhenyu

（Shanghai Putuo Environmental Monitoring Station，Shanghai 200062，China）

Abstract：The continuous flow analysis and Nesslers reagent spectrophotometry were used to determine the content of ammonia nitrogen in surface water.There is some difference between the two methods.Concentration determined by continuous flow analysis was generally lower than that by Nesslers reagent spectrophotometry.Given the complex composition of surface water，although flocculation treatment is used in the process of determination with Nesslers reagent spectrophotometry， the interference of all metal ions cannot be guaranteed to be shielded，so it maybe still has certain influence on the accuracy of determination.However，continuous flow analysis is based on the salicylic acid spectrophotometry.As a masking agent，trisodium citrate effectively blocks the interference of metal ions.So continuous flow analysis has the characteristics of safe reagent，simple operation， fast analysis speed and high detection accuracy.It is suggested to popularize the continuous flow analysis for the determination of ammonia nitrogen in surface water.

Key words：Continuous flow analysis;Nesslers reagent spectrophotometry; Water quality;Determination;Ammonia nitrogen

經过几轮环保三年行动计划的实施，我国各地区的环境生态状况明显改善，城市地表水污染因子浓度水平明显下降。要保持地表水的良好水质，水体中污染因子控制依然是水生态文明建设中极为重要的一环。水污染因子中氨氮含量高不仅会造成水体黑臭、景观恶劣，有时还会导致水生生物大面积死亡。因此，作为评价水质优劣的重要指标之一，氨氮一直是监测部门的必测项目。

本文采用连续流动分析法和纳氏试剂分光光度法测定地表水的氨氮浓度，对其结果进行了比较，认为连续流动分析法试剂安全、操作简便、测定结果受干扰少，更接近真值，是值得广泛推广使用的方法。

1 材料和方法

1.1 样品采集和保存

采集地表水水样加入具塞玻璃瓶中，立即加入硫酸使水样酸化至pH<2固定，运输及保存过程中始终加盖密闭。采样后24h内进行测定。

1.2 实验仪器与试剂制备

纳氏试剂分光光度法使用北京普析通用仪器有限责任公司生产的TU-1901紫外可见光分光光度计。纳氏试剂为德国默克股份两合公司生产的纳氏试剂。其他试剂按照HJ/535-2009[1]配置。

连续流动分析法使用德国SEAL分析仪器有限公司的AutoAnalyzer3（AA3）连续流动分析仪。其试剂按照德国SEAL分析仪器有限公司提供的方法配制。

其他实验室常用设备：上海安亭科学仪器厂制造的TDL-40B台式离心机;梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司的AL204型电子天平，100mL、50mL具塞比色管等。

实验室用水为新制备无氨水。

1.3 样品预处理

根据纳氏试剂分光光度法，清洁无色水样无须预处理即可直接显色测定。但是工作中发现，采集的低浓度地表水样品，虽然外观清洁但成分复杂，干扰因子的存在常使未经预处理的水样在加入纳氏试剂后产生浑浊而不能比色，因此，将所有水样做絮凝处理。絮凝方法是：取100mL水样，加入1mLρ=100g/L的硫酸锌溶液和0.1～0.2mLρ=250g/L的氢氧化钠溶液，调节pH约为10.5，摇匀，放置沉淀后，在离心机中以4 000转离心5min，取上清液进行分析。

1.4 方法原理

纳氏试剂分光光度法：以游离态的氨或铵离子等形式存在的氨氮与纳氏试剂反应生成淡红棕色络合物，该络合物的吸光度與氨氮含量成正比，于波长420nm处测量吸光度，然后手工计算氨氮浓度。

连续流动分析法：连续流动分析仪采用空气片段连续流动分析技术进行自动样品分析，系统中以硝普钠作为催化剂，样品与水杨酸钠和二氯异氰尿酸钠（DCI）反应生成蓝色化合物，进入恒温流动检测池在660nm波长下进行光度检测，自动计算出氨氮浓度。

2 测定结果

2.1 标准曲线绘制

使用从环保部标准样品研究所购买的氨氮标准储备液，配制浓度为10mg/L的标准工作液，按照HJ535-2009国标方法和连续流动分析标准方法分别绘制标准工作曲线（表1）。

2.2 地表水样品浓度测定

测定19个地表水样品。连续流动分析法分别测定絮凝和未絮凝的样品，纳氏试剂分光光度法只测定絮凝后的样品。

3 结果

对19个地表水样品使用不同方法测定的氨氮浓度及各方法之间的差值d如表2所示。对用连续流动分析法测定的絮凝和未絮凝样品的氨氮浓度、用纳氏试剂分光光度法测定絮凝后的样品和连续流动分析法测定未絮凝样品的氨氮浓度分别进行双侧t-检验，公式如下：

标准偏差：

3.1 流动分析法测定絮凝和未絮凝样品的氨氮浓度的差异显著性检验

根据统计学t检验，若两种方法的测定结果无差别，则差值d的总体均数ud应为零。

做无效假设H0：ud=0，备择假设H1：ud≠0。确定检验水准α=0.05。

样品数n=19，自由度υ=18，∑d1=0.371，∑d12=0.175，=∑d1/n=0.0195，计算得到标准偏差Sd1=0.0964，t1=0.882。

查t临界值表，按α=0.05检验水准得t0.05/18=2.101，而t=0.8820.05，检验结果不拒绝无效假设H0，所以认为用连续流动分析法测定絮凝和未絮凝的地表水样品氨氮浓度无显著性差异。

3.2 纳氏试剂分光光度法测定絮凝后的样品和连续流动分析法测定未絮凝样品氨氮浓度的差异显著性检验

根据统计学t检验，若两种方法的测定结果无差别，则差值d的总体均数ud应为零。做无效假设H0：ud=0，备择假设H1：ud≠0。确定检验水准α=0.05。

样品数n=19，自由度υ=18，∑d2=2.027，∑d22=0.731，=∑d2/n=0.107，计算得到标准偏差Sd2=0.169，t2=2.76。查t临界值表，按α=0.05检验水准得t0.05/18=2.101，而t2=2.76> t0.05/18，P<0.05，检验结果拒绝H0，支持备择假设H1，所以认为连续流动分析法和纳氏试剂分光光度法测定地表水的氨氮浓度差异显著。

4 结论

（1）地表水污染因子情况较为复杂，本实验中的样品为氨氮浓度<2mg/L的低浓度地表水，纳氏试剂分光光度法测定时需取全样测定，若钙镁等金属离子含量高，即使进行了絮凝处理，也不能完全屏蔽掉金属离子的干扰，加入酒石酸钾钠后仍然有些样品产生浑浊，或无法比色，或造成测定浓度偏高。研究显示絮凝沉淀法对于废水中干扰物质的去除没有蒸馏法效果理想[2]。但是蒸馏法过于繁琐，耗时、费力，劳动强度较高，对于大批量的地表水样品测定来说不实用。

（2）流动分析法灵敏度高，精密度好，准确度高，自动化程度高，操作简单快捷[3]。本实验使用连续流动分析法不仅测定了地表水的未絮凝样品，也对其絮凝样品进行了测定，结果显示浓度差异不显著，即絮凝与否不会对测定结果造成影响，样品可直接进行测定。而采用纳氏试剂分光光度法测定絮凝样品的氨氮浓度，结果显著差别于连续流动分析法，有些样品浓度显著高于连续流动分析法测定的浓度，因而认为连续流动分析法检测结果更接近真值。

（3）另外，若自行配制纳氏试剂，不仅步骤繁琐，而且含汞试剂用量多少不易把握，影响方法的灵敏度。目前，因含汞试剂毒性较大，我国对其控制日趋严格，购买日趋困难。本测定中使用的纳氏试剂为德国进口产品，价格不菲。南方地区河道丰富，地表水水质监测任务重，频率高，含汞废水的收集和处理容易造成二次污染。而连续流动分析法是基于水杨酸分光光度法设计的，不涉及有毒试剂，环境影响友好，效率高，极大地减轻了检测人员的劳动强度，如果测定结果的确真实地反映了地表水氨氮的浓度水平，值得广泛推广。

参考文献

[1]HJ535-2009，水质 氨氮的测定 纳氏试剂分光光度法[S].2009.

[2]崔勇，黄维娜.不同预处理方法对纳氏试剂比色法测定水中氨氮影响分析[J].治淮，2009（12）：57-58.

[3]徐文.连续流动注射分光光度法测定水中氨氮的应用研究[J].安徽预防医学杂志，2019（01）：43-45+68.

收稿日期：2020-09-21

作者简介：张臻宇（1969-），女，汉族，硕士研究生，中级工程师，研究方向为环境监测。