阿勒泰地区地表水氨氮测定质量控制措施分析

娜迪拉·木拉提汗

(新疆阿勒泰水文勘测局，新疆 阿勒泰 836599)

氨氮对于地表水污染影响较大，是地表水质监测的重要指标[1]。地表水中氨氮主要来源于工业废水以及生活污水排放，污染物进入河道后，地表水氨氮浓度增加会使得水生生物富营养化程度增高，从而影响地表水水质[2]。为提高地表水氨氮检出的精度，国内许多学者针对氨氮监测质量控制措施展开相关研究[3]，但不同地区其氨氮变化的特点有所不同，因此需要结合地区地表水氨氮的实际情况进行其质量控制措施的深入分析。近些年来，随着阿勒泰地区工业和城市生活逐步发展，区域地表水氨氮也遭受不同程度的影响，有研究结果表明[4]，阿勒泰地区地表水氨氮含量有明显增加的变化，因此需要对阿勒泰地区地表水氨氮进行有效监测，从而提高阿勒泰地区的地表水环境保护力度。此外，一些研究成果表明，氨氮水样采集预处理方式对氨氮的准确测定影响显著，为此本文在对阿勒泰地区地表水氨氮测定控制措施分析的基础上重点探讨。研究成果对于提高新疆地区地表水氨氮检测具有重要的参考价值。

1 氨氮测定的方法

1.1 测定原理

采用纳氏试剂比色法进行氨氮检测，氨与碘化汞和碘化钾化学反应后产生络合物，氨氮浓度与络合物的色度具有直接相关性，其吸光度可在长度为400～430范围内的波长进行测定，浓度检测上限标准为2.5 mg/L。

1.2 测定步骤

(1)样品的处理：可直接测定无色的水样样品：对于干扰物质较多的水样，需要采用混凝沉淀以及蒸馏方式进行预先处理。在100 ml水样中加入浓度为0.25的碱溶液(NAOH)以及浓度为0.10的硫酸盐浓度合计1 ml，将pH值调节至0.65左右，进行混合均匀，沉淀并静置10 min后将其初始溶液进行过滤。

(2)标准曲线的测定：在50 ml的比色管中吸取铵标准使用液，加水至标注刻度后滴入酒石酸钾溶液和纳氏试剂进行混合均匀，静置放置10 min后用光程为10 mm的比色皿在420 nm波长时进行吸光度的测定。以空白样测定的吸光度对进行校正，对其氨氮含量的标准曲线进行绘制。

(3)水样的检测：在50 ml的比色管中加入适量处理后的水样，加水进行稀释处理后滴入纳氏试剂进行混合均匀处理，采用光程为10 mm比色皿加入蒸馏水进行吸光度的测定。

(4)空白样的测定：空白水样采用无氨水进行替换，全程作为空白水样进行测定。

1.3 试剂配制方法

(1)无氨水：通过强阳离子交换方式对高锰酸钾以及硫酸进行交换得无氨水溶液，见0.25浓度的碱溶液以及0.1溶度的硫酸盐溶液进行蒸馏静置得到标准的无氨水试验标样；

(2)比色试剂：在50 ml水中加入氢氧化钠16 g，在室温条件下进行冷却，在水中溶解碘化钾和碘化汞，在氢氧化钠加入配置好的溶液并用水滴定至100 ml的标准溶液放入聚乙烯瓶中进行保存。

(3)检验试剂：在100 ml水中加入50 g酒石酸钾钠进行煮沸后，对氨进行消除，并滴定至100 ml的标准溶液后进行冷却静置。

(4)在500 ml容量瓶中贮备铵标准溶液，加水进行稀释至1 000 ml标准溶液。

1.4 氨氮测定方程

由水样测得的吸光度减去空白实验的吸光度后，从标准曲线上查得氨氮含量(mg)。

N=m×1 000/V

(1)

式中：m为由校准曲线查得样品管的氨氮含量(mg)；V为采集的水样的体积(ml)。

2 试验结果

2.1 标准工作曲线

在500 ml的容量瓶中取出配置好的5 ml试验标准溶液，分析氨氮测定的标准工作曲线，试验具体结果见表1。

表1 不同方法对水体氨氮检测的标准工作曲线测定结果

在制作氨氮测定标准工作曲线时，一般取置信度为95%，按照零浓度水样品测定值和常规水样品氨氮测定值之间的差异程度即表示为氨氮测定方法的检出限，在检验时一般重复进行20次试验进行空白平行标准偏差的测定。气相分析吸收光谱法对于氨氮检出限一般为0.012 mg/L。

2.2 准确度和精密度试验分析

采用浓度分别为0.452±0.001 mg/L和0.525±0.004 mg/L的标准样品对氨氮检测的准确度进行试验，试验结果见表2，并结合不同检测浓度水样数据，对氨氮检测的精密度进行试验，试验结果见表3。

表2 水体氨氮检测方法的准确度试验结果

表3 水体氨氮检测方法的精密度试验结果

从准确度试验分析结果可看出，测定的氨氮准确度标准偏差均在1%内，符合国家水质检测的标准规范要求的标准偏差在5%内，但两种标准浓度下的不确定度以及标准偏差有所不同，这主要时因为对水样2进行了预先处理，降低了水样中其他干扰物影响，从而提高了其准确度。从精密度试验结果可看出，两种浓度下的水样其测定的相对偏差均在5%以内，满足国家水质检测的标准规范要求的相对偏差在10%内的控制要求。

2.3 不同采集预处理方式对氨氮检测的影响

重点分析三种地表水水样采集预处理方式对氨氮检测的影响，并采用T检验和双侧检验方式对其影响程度进行分析，分析结果如表4所示。

表4 不同试验氨氮样本检验结果

从三种地表水样采集预处理方式的对比结果可看出，三组试验下氨氮检测下的样本T检验值在-2.434～0.875之间，双侧检验值在0.023～0.942之间，第一组试验组序下双侧检验值小于0.05，第一组试验组序下存在较为明显的差异度，表明静置离心处理下对氨氮检测具有显著的影响度，第二组和第三组序下双侧检验值均大于0.05，表明差异度较小。

3 氨氮测定质量控制措施

扬尘，铵盐类化合物不应在氨氮分析的试验室环境内出现，不能同时进行硝酸盐氮的试验测定，氨水具有很强的挥发性是硝酸盐氮测定的主要试剂之一，氨氮检测结果偏高受空气中的氨被氏试剂吸收影响。单独存放试验器皿以及试剂，以免出现交叉影响使得空白值得到测定。

蒸馏水作为无氨水的制备要求严格，无氨水需要二次加工得到，无氨水采用蒸馏法进行配制时，前后部分镏出液需要被弃去，密封玻璃瓶中保存中间部分馏出液，无氨水在二次加工时需要耗费大量人力和物力，因此在氨氮检测时无氨水采用复合树脂交换柱进行新鲜去离子水的配置，从而达到吸光度空白试验标准。

氨氮反应的速度受纳氏试剂温度影响，溶液颜色也受影响显著，显色反应完全当温度为25℃时，显色不完全当温度在5℃～15℃时，吸光度较低当温度为30℃时。为分析结果准确需要控制试验温度在20℃～25℃之间。

溶液显色在10min之前反应不完全，颜色较稳定当反应时在10～30 min之间时，颜色有加深趋势主要出现在30～45 min之间，颜色减退在45 min以后，速度比色应控制在10～30 min进行显色反应。

氨氮的测定结果受水样酸碱度影响较为显著，显色不完全当酸碱度过低时，浑浊影响当酸碱度过高时，因此在试验测定时应将酸碱度控制在l3时为最优试验条件。

可溶性氨氮一般在滤纸中含有一定成分，定量滤纸尤为明显，在实际测定过程中选用定性滤纸中氨氮含量较低的纤滤膜进行过滤。可溶性氨氮可多次采用无氨水进行洗涤去除，从而降低试验误差，提高测定精度。

样品在加入酒石酸钾钠容易出现浑浊，Ca2+，Mg2+杂质在酒石酸钾钠中含量较高，且与水中Ca2+，Mg2+进行迭加当加入酒石酸钾钠溶液时，酒石酸镁或酒石酸钙产生较多使得水样出现浑浊，无氨水配制中Ca2+，Mg2+较少，酒石酸钾钠无浑浊则应进行酒石酸钾钠的更换。

吸光度值当水样显色较深时，超过其检测的范围，稀释、测定时采用无氨水进行吸光度的测定，不同稀释方法进行测定时差异性较小，检测误差可满足试验要求，适合大批量样品的稀释分析。

4 结语

(1)采用静置30 min并进行离心处理的采集方式对氨氮检测测影响差异度较大，双侧检验值小于0.05，可达到95%置信区间。

(2)在氨氮测定中纳氏试剂中碘化汞与碘化钾的比例对显色反应的灵敏度有较大影响，建议静置后生成的沉淀应去除，此外滤纸中常含痕量铵盐，使用时建议注意用无氨水洗涤。