水质氨氮分析中浑浊问题处理方法的探讨

李小燕，杜玉栋，张 浩，邹绍锋，常万银，张进荣

（中国石油宁夏石化公司，宁夏银川 750026）

氨氮是工业和城市废水中一种主要的耗氧污染物，主要来自含氮有机物在微生物生化作用下的代谢产物及工业排放的废水，可导致水体富营养化现象产生，对鱼类和某些水生生物有毒害，因此，水中氨氮是判断和控制水体富营养化的重要指标，通过对水中氨氮含量的测定有助于评价水体被污染的状况和自净状况[1-2]。

采用纳氏试剂分光光度法分析氨氮含量会出现加完酒石酸钾钠溶液后产生浑浊的现象，致使显色后严重干扰吸光度的测定，甚至无法测定，本文针对加完酒石酸钾钠溶液后水样变浑浊的问题，主要研究了离心分离方法处理上述浑浊的问题，取得了良好的效果。

1 存在的问题

对于氨氮分析，目前宁夏石化公司采用纳氏试剂分光光度法测定废水中的氨氮含量，运用该方法遇到的最大麻烦是浑浊问题，包括样品浑浊或清澈水样加入酒石酸钾钠溶液后产生浑浊，给氨氮含量测定结果带来很大的误差，给公司污染物的处理带来一定的影响。

宁夏石化公司中间缓冲池和一循清净废水是清澈水样，采回来的水样按照HJ 535—2009《水质 氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》操作步骤对样品未做任何前处理进行样品氨氮含量测定，加入酒石酸钾钠溶液后产生浑浊，实验现象及数据见表1。

表1 样品未做任何前处理实验现象及结果

针对中间缓冲池、一循清净废水，按照HJ 535—2009《水质 氨氮的测定 纳氏试剂分光光度法》中絮凝沉淀的方法进行前处理，在处理过程中发现样品絮凝时间很长，完全沉淀有时需要几个小时，造成工作效率低，而且上清液中依然有少量的絮状物，处理后的水样进行氨氮含量测定，实验现象及实验结果见表2。

表2 絮凝沉淀前处理后实验现象及结果

目前，宁夏石化公司针对清澈但加完酒石酸钾钠溶液后样品变浑浊的水样采用预蒸馏前处理后再按照纳氏试剂分光光度法的操作步骤测定氨氮含量，实验现象及实验结果见表3。

表3 预蒸馏前处理后实验现象及结果

由表3 数据看出，采用此方法测得的氨氮结果准确度和精密度都很高，但在整个分析过程中需要消耗大量的水造成资源浪费。

2 措施及实验

2.1 实验原理

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，该络合物与氨氮含量成正比，在波长420 nm 处有强烈吸收，用分光光度法测定。

2.2 浑浊产生的原因

对于清澈无色的水样，一般可直接加入1.0 mL 酒石酸钾钠溶液和1.0 mL 纳氏试剂进行测定，但在加完酒石酸钾钠溶液出现浑浊现象，这主要是水样中钙、镁、铁、锰等金属离子过多，超出了酒石酸钾钠络合的能力而与之生成了不溶的酒石酸盐沉淀。

2.3 离心分离的转速和时间

离心机的转速和离心时间是影响离心分离效果十分重要的两个因素，所以确定最佳离心转速和离心时间就尤为重要，在离心转速不变的情况下，离心时间分别为1、2、3、5、10 min 的分离效果；在离心时间不变的情况下，离心转速分别为1 000、2 000、3 000 r/min 的分离效果。实验数据见表4。

表4 确定最合适的离心转速和离心时间实验现象

从上述实验发现，当离心转速为1 000 r/min、离心时间为10 min、离心转速为2 000 r/min、离心时间为5 min 及离心转速为3 000 r/min、离心时间为3 min时，都能使浑浊样品完全分离，按照安全原则和资源节约原则，最终确定最合适的离心转速和时间为2 000 r/min和5 min。

2.4 处理方法

将加完酒石酸钾钠溶液后浑浊的样品全部倒入50 mL 离心管中按确定的转速和时间进行离心分离后，取出25 mL 上清液于25 mL 比色管中，加入0.5 mL纳氏试剂进行比色测定。

2.5 精密度实验——标准水样测定

用硬度含量为1 000 mg/L 和1 500 mg/L 标准水样配制氨氮含量为（0.703±0.031）mg/L 的实验水样，将这两个实验水样分别平行测定6 次，两种样品加入酒石酸钾钠溶液后出现浑浊现象，将浑浊样品全部倒入50 mL 离心管中按确定的转速和时间进行离心分离后，取出25 mL 上清液于25 mL 比色管中，加入0.5 mL纳氏试剂进行比色测定并进行准确度检查，测定结果见表5。

表5 标准水样中的氨氮含量实验数据

2.6 准确度实验——实际水样测定

以中间缓冲池、一循清净废水为实验对象，先将采回来的样品进行预蒸馏前处理，然后按HJ 535—2009分析步骤测定样品的氨氮含量，同时也用优化后的实验方法测定该样品的氨氮含量，计算其相对标准偏差（RD），并用统计检验的方法确定两种方法之间有无显著性差异，测定结果见表6。

表6 实际水样中氨氮含量实验数据

从表5、表6 数据可以看出，优化后的实验方法不论是在测定标准样品还是在测定工业废水中的氨氮含量时，相对标准偏差和相对误差均小于3.00%，经实验证实优化后的实验方法是可行的，而且测定结果的精密度和准确度都非常高。

3 结论

对于清澈样品加完酒石酸钾钠溶液后水样变浑浊的问题，采取先加酒石酸钾钠溶液，然后进行离心分离，离心完毕后取出上清液于25 mL 比色管中至刻度线，加入0.5 mL 纳氏试剂进行比色测定，最终求得废水中的氨氮含量，通过以上分析方法测定的结果具有较高的准确性和较好的精密度。